INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANASUBDIRECCIÓN ACADÉMICA

DEPARTAMENTO QUIMICA Y BIOQUIMICAPERIODO: ENERO – JUNIO 2012 

Ingeniería Bioquímica  Microbiología3B5A

 Unidad IIMÉTODOS Y TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS BÁSICAS

  Equipo #1Carolina Alejandra García Soto 09210835Kristian González Bañuelos 08210826Fabiola López Pérez 07211027

Tijuana B.C a 10 de febrero de 2012.

Clasificación de los microorganismos con base a sus requerimientos nutricionales

Introducción• Entre los microorganismos, y especialmente entre las bacterias,

existe una notable diversidad de tipos fisiológicos que se diferencian entre si por la naturaleza de los factores nutritivos que necesitan y por las condiciones fisicoquímicas compatibles con su vida.

• AUTOTROFISMO se refiere a organismos capaces de utilizar el dioxido de carbono como fuente de carbono.

• HETEROTROFISMO se refiere a organismos capaces de usar compuestos organicos como fuente de carbono.

Nomenclatura de los organismos según la fuente de energía utilizada para el crecimiento

• A) FOTOTROFOS: obtienen la energía por una reacción fotoquímica (clorofila)

• 1.-Fotolitotrofos: el crecimiento necesita el aporte exógeno de donadores de electrones inorgánicos,

• 2.-Fotoorganotrofo: el crecimiento necesita el aporte exógeno de donadores de electrones orgánicos.

• B) QUIMIOTROFOS: obtienen energía solo por reacciones de oxidación química, no luminosas.

• 1.- Quimiolitotrofos: el crecimiento depende de la oxidación de sustancias exógenas inorgánicas.

• 2.- Quimioorganotrofos: el crecimiento depende de la oxidación de sustancias exógenas orgánicas.

• C) PARATROFOS: energía proporcionada por una célula hospedante.

Fotótrofos• El fototrofismo es el modo de vida de los vegetales con

clorofila. Las bacterias fototrofas se distinguen de los demás organismos con clorofila por su tipo peculiar de fotosíntesis, caracterizado porque no va acompañado de fotoproducción de oxigeno y porque necesita un donador exógeno de electrones distinto del agua.

Fotolitóautrofos o fotolitotrofos• Las sulfobacterias purpúreas (Thiorhodaceae) y verdes

(Chlorobacteriaceae) utilizan como donadores exógenos de electrones diversas sustancias inorgánicas (hidrogeno molecular y compuestos inorgánicos de azufre). También a este grupo pertenecen las plantas verdes y cianofíceas.

Fotoorganoheterotrofos o fotoorganotrofos

• En cambio las bacterias purpúreas no sulfúreas (Athiorhodaceae) sólo pueden utilizar como donadores de electrones sustancias orgánicas.

Quimiolitoautótrofos o quimiolitotrofos

• Organismos que pueden obtener energía por oxidación química de una sustancia inorgánica (es exclusivamente bacteriano).

• Comprenden bacterias capaces de utilizar para su crecimiento la oxidación de hidrógeno (Hidrogenomonas), del amoniaco o de los nitritos (bacterias nitrificantes), de los compuestos de azufre (bacterias sulfooxidantes incoloras), del hierro ferroso (ferrobacterias) o del óxido de carbono (Carboxymonas).

Quimioorganoheterotrofos o quimiorganotrofos

• La mayoría de las bacterias son quimioorganotrofas y obtienen su energía por oxidación química, aerobia o anaerobia, de compuestos orgánicos exógenos. A este tipo trófico pertenecen también la totalidad del reino animal y de otros organismos inferiores sin clorofila (hongos, levaduras, mohos).

Paratrofismo• Es el modo de nutrición en el

que la energía es proporcionada por otro organismo, es característico de los parásitos intracelulares obligados, como, por ejemplo, los virus.

Organismo Autótrofo

•Son especies con necesidades tróficas complejas y han de encontrar en el medio externo algunos de sus componentes celulares incapaces de sintetizar.

Categoría

Fuentes de

Bacterias representativ

asProcedenci

a de la Energía

Donadores de

electrones/Hidrógeno

Procedencia del

Carbono

Fotolitoautótrofos o fotolitotrofo Luz

Compuestos inorgánicos reducidos

H2OH2S, S

CO2

Cianobacterias, bacterias sulfúreas

purpuras y verdes

Fotoorganoheterotrofos o fotorganotrofo Luz Compuestos

orgánicos

Compuestos orgánicos y

CO2

Bacterias purpuras no sulfúreas

Quimiolitoautótrofos o quimiolitotrofo

Compuestos inorgánicos reducidosH2, S, H2S,

Fe, H3N, NO2

Compuestos inorgánicos reducidos

CO2

Bacterias del hidrogeno,

Thiobacillus thiooxidans y

otros.Thiobacillus ferrooxidans

Nitrosomonas spp

Nitrobacter spp

Quimioorganoheterotrofos o quimiorganotrofo

Compuestos orgánicos

Compuestos orgánicos

Compuestos orgánicos

Mayoría de las bacterias

quimiotrofas, incluyendo las

patógenas

Tipos de nutrientes

• Sean autótrofas o heterótrofas, todas las bacterias necesitan captar una serie de elementos químicos, que se pueden clasificar (según las cantidades en que son requeridos) como:

Macronutrientes (C, H, O, N, P, S, K, Mg),

Micronutrientes o elementos traza (Co, Cu, Zn, Mo...)

Agua• Las bacterias necesitan grandes cantidades de

agua.

el principal constituyente del citoplasma bacteriano;

el medio universal donde ocurren las reacciones biológicas

un reactante en exceso (es decir, un producto resultante de algunas reacciones bioquímicas).

Carbono• Es uno de los requerimientos mas importantes para el

crecimiento microbiano.

Nitrógeno y Azufre• Para la sintesis proteica y

de acidos nucleicos se necesita nitrogeno en cantidades considerables asi como de azufre (cisteina).

• El nitrogeno representa el 14% en peso seco de la celula microbiana y el azufre y fosforo juntos forman un 4%.

Fósforo• Suele requerirse en forma

de fosfatos.

• El fósforo se usa principalmente para la síntesis de los ácidos nucleicos y los fosfolípidos, pero aparece también en coenzimas y en proteínas.

Sales minerales• El calcio, potasio y magnesio con esenciales tambien para

el crecimiento de microorganismos aunque en cantidades minimas.K+, Mg++, Ca++, 

• Es indispensable para microorganismos aerobios pero para otros es imposible usarlos, hasta nocivo puede ser. Estos organismos son anaerobios, por ejemplo las bacterias del género Clostridium.

Oxígeno

Macronutrientes en la naturaleza y los medios de cultivo

Elemento Forma normal del nutriente en el ambiente Forma suministrada en el medio de cultivo

Carbono ( C ) CO2,compuestos orgánicosGlucosa, malato, acetato, piruvato, aminoácidos, cientos de otros compuestos o mezclas complejas (extracto de levadura, peptona, etc.)

Hidrogeno (H) H2O,compuestos orgánicos H2O compuesto orgánico

Oxigeno (O) H2O,O2, compuestos orgánicos H2O,O2,compuestos orgánicos

Nitrógeno (N)NH3, NO3

-,N2,compuestos orgánicos nitrogenados

Inorganico:NH4Cl,(NH4)2SO4,KNO3,N2 orgánico: aminoácidos, bases nitrogenadas de nucleótidos ,muchos otros compuestos orgánicos con N

Fosforo (P) PO43- KH2PO4,Na2HPO4

Azufre (S)H2S, SO4

2-, compuestos orgánicos con S, sulfuros metálicos (FeS, CuS, ZnS, NiS, etc.)

Na2SO4,Na2S2O3,Na2S,cisteina u otros compuestos orgánicos azufrados

Potasio (K) K+ en solución o como varias sales con K KCl,KH2PO4

Magnesio (Mg) Mg2+ en solución o como varias sales con Mg MgCl2,MgSO4

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

Calcio (Ca)Ca2

+ en solucion,CaSO4 como otras sales con Ca

CaCl2

Hierro (Fe)Fe2

+ o Fe3+ en solucione, FeS, Fe (OH)3 o como

otras sales con FeFeCl3, FeSO4, varias soluciones de hierro quelado (Fe3+EDTa, Fe3+citrato, etc.)

Micronutrientes (elementos traza) necesarios para organismos vivos.Elemento Función celular

Cromo ( Cr ) Requerido por los mamíferos para el metabolismo de la glucosa; se desconoce si los microorganismos lo requieren

Cobalto (Co) Vitamina B12; transcarboxilasas (bacterias del acido propionico)

Cobre (Cu) En la respiración, Citocromo u oxidasas; en fotosíntesis, plastocianina, y en algunas superoxido dismutasas

Manganeso (Mn) Activador de muchas enzimas; presente en algunas superoxido dismutasas y en la enzima que rompe el agua en fototrofos oxigenicos.

Molibdeno (Mo)Algunas enzimas que contienen flavinas; nitrogenasa, nitrato reductasa, sulfito oxidasa, DMSO-TMAO reductasa y algunas formato desidrogenasa del monoxido de carbono ureasa

Niquel (Ni)La mayoría de las hidrogenasas; coenzima F430 de matanogenos, deshidrogenasa del monoxido de carbón ureasa

Selenio (Se) Formato deshidrogenasa; algunas hidrogenasas y el aminoácido selenocisteina

Tungsteno (W) Algunas formato deshidrogenasas y oxotransferasas de los hipertermofilos

Vanadio (V) Vadio nitrogenasa; bromoperoxidasa

Zinc (Zn) Anhidrasas carbonica, alcohol deshidrogenasa, RNA y DNA polimerasas, y muchas proteínas que se unen al DNA

Hierro (Fe)bCitocromos, catalasas, peroxidasas, proteínas con hierro y azufre, oxigenasas y todas las nitrogenasas

Factores de crecimiento

•  Los factores de crecimiento son moléculas orgánicas específicas que, en muy pequeña cantidad, algunas bacterias necesitan para crecer.

• Suelen ser coenzimas o sus precursores, vitaminas, que determinadas bacterias no pueden fabricar por sí mismas, al carecer de parte o toda una ruta biosintética.

• Las principales vitaminas requeridas por los microorganismos son tiamina (vitamina B1),biotina, piridoxina (vitamina B6) y cobalamina (vitamina B12)

Factor o vitamina Funciones principales Organismos auxotrofos

p-aminobenzoico (PABA) precursor del ácido fólico Clostridium acetobutylicumC. tetanomorphum

Acido fólico metabolismo de compuestos C1, transferencia de grupos metilo

Clostridium acetobutylicumC. tetanomorphumAcetobacter suboxydans

Biotina biosíntesis de ácidos grasos; fijación de CO2

Lactobacillus arabinosusRhizobium trifoliiEstreptococos

Cobalamina (vitamina B12) reducción y transferencia de compuestos C1; síntesis de desoxirribosa

Lactobacillus lactisL. leichmaniiEuglena gracilisOchromonas sp.

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

Proteus vulgarisLactobacillus arabinosus

Riboflavina precursor de FAD y FMN  Lactobacillus caseiStreptococcus hemolyticusClostridium tetani

ácido pantoténico precursor de la CoA Lactobacilos,Proteus morganiiZymomonas mobilis

Tiamina (vitamina B1) descarboxilaciones; transcetolasas.

Staphylococcus aureusLactobacillus fermenti

Complejo B6 (piridoxal, piridoxamina)

transformaciones de aminoácidos y cetoácidos

Lactobacillus caseiStreptococcus faecalis

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

Fuente:http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/11nutrientes.htm

Gracias por su atención

• Senez, Jacques C. Microbiologia general Editorial Alhambra., Madrid., 1976. Rústica editorial ilustrada. 1ª edición española

• Madigan, M. T., J.M. Martinko y J. Parker. Brock Biología de los microorganismos. Editorial Pearson-Prentice-Hall. 10a edición. Madrid, España. 2003.

• Atlas. Ronald M., Bartha, Richard. Ecología microbiana y microbiología ambiental. 4ta edición. Addison-Wesley. 2002. España.

• http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/11nutrientes.htm