Los cultivos que han permitido el estudio de la curva de crecimiento bacteriano son discontinuos o cultivos batch, donde los nutrientes no se renuevan y la fase exponencial se manifiesta durante unas pocas generaciones; precisamente esto se puede lograr mediante un sistema de cultivo continuo, añadiendo medio fresco constantemente y eliminando el exceso, de manera que el volumen del recipiente se mantenga constante. La velocidad de adición de medio fresco determina la velocidad del cultivo; este sistema se encuentra autorregulado por la adición de uno de los nutrientes esenciales al microorganismo.
Esto se controla con :
1. Quimiostatos: la velocidad de crecimiento está ajustada por la velocidad de flujo. 2. Turbidostatos: controla el flujo y la velocidad de crecimiento mediante un dispositivo
óptico que mide la absorbancia.
Aplicación
1. Son una fuente constante de células en fase exponencial de crecimiento. 2. Permiten el crecimiento continuo con una concentración muy baja del sustrato.
Esto ha permitido, entre otros, estudios tales como: la medida precisa de la frecuencia de mutaciones en las bacterias, cambios evolutivos en las poblaciones bacterianas y cinética de inducción de una enzima inducible a concentraciones muy bajas del inductor.
RESUMEN
El cultivo es el procedimiento mediante el cual se promueve el crecimiento de los microorganismos, al proporcionarles las condiciones ambientales adecuadas: nutrientes, pH, temperatura, aereación, humedad, presión hidrostática, presión osmótica y radiación.
La provisión de nutrientes para el crecimiento de un organismo se denomina nutrición y los nutrientes, de acuerdo con su papel en el metabolismo, se clasifican de la siguiente forma: fuente de carbono, fuente de nitrógeno, azufre y fósforo, elementos trazas y vitaminas.
El crecimiento de los microorganismos puede estar influido por diferentes factores, tanto nutricionales como físicos. Además, debe haber una fuente de energía que establezca la fuerza motriz protónica y que permita la síntesis macromolecular. Los modos principales de generar energía metabólica son: fermentación, respiración y fotosíntesis.
Para estudiar los microorganismos hay que tener presente dos aspectos fundamentales: el cultivo y el aislamiento del organismo en cultivo puro. Ambos aspectos son básicamente iguales para el estudio de los virus, las bacterias, los hongos, los helmintos y los protozoos. El crecimiento se describe como el aumento ordenado de todos los componentes quími- cos de un organismo, puede representarse mediante una expresión matemática y se expresa mediante una curva, la curva de crecimiento, que consta de los siguientes pasos:
Fase I Vc = 0 Fase II Vc creciente Fase III Vc constante Fase IV Vc decreciente Fase V Vc = 0
Fase VI Vc negativa
Esta velocidad de crecimiento poblacional puede medirse mediante:
– Masa celular (peso seco y absorbancia).
– Número de células (microscopia, contador de Coulter, recuento en placa).
El crecimiento individual se puede realizar recurriendo a crecimientos sincrónicos (indu- cidos o seleccionados), esto se logra mediante cultivos continuos (añadir medio fresco de
forma continua) y controlado por quimiostatos y turbidostatos, su aplicación es muy útil; por ejemplo: son fuente constante de células en fase exponencial y con una baja concentra- ción de sustrato puede alcanzarse, lo que permite estudiar la frecuencia de mutaciones, cambios evolutivos y cinética de inducción de una enzima a concentraciones bajas del inductor.
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Raquel de los A. Junco Díaz
Carlos M. Rodríguez Pérez
INTRODUCCIÓN
La genética es la ciencia que define y analiza la herencia o la constancia y cambio de las funciones fisiológicas que constituyen las propiedades de los organismos. La unidad de la herencia es el gen, segmento de ADN que contiene en su secuencia de nucleótidos, informa- ción para una propiedad bioquímica o fisiológica específica. Las dos funciones esenciales del material genético son la replicación y la expresión. El material genético debe replicarse de una forma perfecta, de manera que la progenie herede todos los determinantes genéticos específicos (el genotipo) de los progenitores. La expresión del material genético específico bajo un conjunto particular de condiciones de crecimiento determina las características observables (fenotipo) del organismo. El fenotipo está constituido por las propiedades estructurales y fisiológicas colectivas de una célula o de un organismo. La base química para la variación en el fenotipo es un cambio en el genotipo, o una alteración en la secuencia del ADN dentro de un gen, o en la organización de los genes.
La genética microbiana tradicional se apoya, en gran parte, en la observación del creci- miento microbiano. Las bacterias tienen pocos rasgos estructurales o de desarrollo que puedan ser observados fácilmente, pero poseen una vasta disposición de capacidades bioquímicas y patrones de susceptibilidad a los agentes antimicrobianos o a los bacteriófagos. La variación fenotípica se ha estudiado basada en la capacidad de un gen para permitir la proliferación en condiciones de selección; por ejemplo, una bacteria que contiene un gen que le confiere resistencia a la ampicilina, puede distinguirse de una bacteria que carece del gen, por su crecimiento en presencia del antibiótico, el cual sirve como agente de selección. Nótese que la selección del gen requiere su expresión, la cual, en condiciones apropiadas, puede ser observada a nivel de fenotipo.
La genética microbiana ha descubierto que los genes están constituidos por ADN, observación en la que descansa la biología molecular. Investigaciones subsecuentes sobre las bacterias, revelaron la presencia de enzimas de restricción que rompen el ADN en sitios específicos, dando origen a fragmentos de restricción de ADN. Se han identificado plásmidos como elementos genéticos pequeños con capacidad de replicación independiente en bacte- rias y en levaduras.