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Factores de crecimiento de microorganismos

Rodríguez Espínoza Mónica Carolina

Cultivo de microorganismos

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El cultivo es el proceso de proliferación de microorganismos al proporcionarles un entorno apropiado. Un medio de cultivo adecuado debe contener todos los nutrientes necesarios para el microorganismo que se cultivará; tales factores incluyen pH, temperatura y aireación, que deben ser controlados con gran cuidado. Se utiliza un medio de cultivo líquido; al medio de cultivo puede añadirse agar o gel de sílice para que adquiera consistencia de gel para situaciones especiales. El agar es un polisacárido extraído de algas marinas que es singular para el cultivo microbiano por su resistencia a la acción microbiana y porque se disuelve a 100 °C pero no forma placas de gel hasta que se encuentra por debajo de 45 °C; las células pueden suspenderse en el medio de cultivo a 45 °C; éste debe enfriarse con rapidez hasta que adquiera la consistencia de gel, sin lesionar a las células.

1.Necesidades para el crecimiento

Para que un microorganismo se desarrolle, requiere todos los elementos en su materia orgánica (carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre formadas por enlaces anhidro) y cantidades adecuadas de iones inorgánicos (potasio, sodio, hierro, magnesio, calcio y cloruro) para la producción de energía y reacciones catalíticas, es decir, un entorno apropiado para crecer. Además, debe haber una fuente de energía para establecer la fuerza motriz protónica y permitir la síntesis de macromoléculas.

Los microorganismos en proliferación producen réplicas de sí mismos y necesitan los elementos presentes en su composición química y los nutrientes se deben proporcionar en una forma accesible desde el punto de vista metabólico. Además, los microorganismos requieren energía metabólica para sintetizar macromoléculas y mantener gradientes químicos esenciales a través de sus membranas.

    1.1. Fuentes de energía metabólica

Una fuente de energía nos ayuda a establecer una fuerza protomotriz y permitir la síntesis macromolecular, siendo tres mecanismos principales para la generación de esta energía: fermentación, respiración y fotosíntesis, y por lo menos se debe utilizar uno de estos para el desarrollo de microorganismos.

Fermentación: se caracteriza por la fosforilación del sustrato, un proceso enzimático en el que los enlaces de pirofosfato se donan al difosfato de adenosina (ADP) por un intermediario metabólico fosforilado y se forma por procesos metabólicos de sustrato susceptibles de fermentación como la glucosa, lactosa o arginina.

Respiración: la reducción química de un oxidante (aceptor de electrones) a través de una serie específica de transportadores de electrones en la membrana establece la fuerza motriz protónica a través de la membrana bacteriana. El reductor (donador de electrones) puede ser un compuesto orgánico o inorgánico, se utiliza oxígeno gaseoso (O₂) como oxidante, pero algunos microorganismos pueden utilizar dióxido de carbono (CO₂), sulfato (SO₄²⁻) y nitrato (NO₃⁻).

Fotosíntesis: la fotosíntesis es similar a la respiración en el sentido de que la reducción de un oxidante a través de una serie específica de transportadores de electrones establece una fuerza motriz protónica, pero en la fotosíntesis se crean el reductor y el oxidante por técnicas fotoquímicas por medio de energía luminosa absorbida por los pigmentos en la membrana; así, la fotosíntesis continúa en tanto exista una fuente de energía luminosa.  

2.Factores de crecimiento de microorganismos

Un factor de crecimiento es un compuesto orgánico que debe contener la célula para desarrollarse, pero que es incapaz de sintetizar. Cada uno de estos compuestos se sintetiza por reacciones enzimáticas; cada enzima se produce bajo el control de un gen específico. Cuando un microorganismo sufre una mutación genética dando origen a una falla en una de estas funciones enzimáticas, la cadena se rompe y ya no se elabora el producto terminal. El microorganismo debe obtener el compuesto de su entorno: el compuesto se transforma en un factor de crecimiento para el microorganismo.

Muchos microorganismos que reciben los nutrientes y son capaces de sintetizar todos los bloques para la construcción de macromoléculas; estos nutrientes incluyen aminoácidos, purinas, pirimidinas y pentosas (precursores metabólicos de ácidos nucleicos); carbohidratos adicionales (precursores de polisacáridos) y ácidos grasos y compuestos isoprenoides.