Clasificación de Microorganismos Según su Relación con el Oxígeno

Los microorganismos se clasifican en función de sus requerimientos o tolerancia al oxígeno:

Aerobios

• Obligados: Necesitan oxígeno para la respiración aerobia. Se encuentran comúnmente en la piel y el polvo.
• Facultativos: Pueden crecer sin oxígeno, pero crecen mejor en su presencia, utilizando la respiración aerobia o la fermentación. Un ejemplo es el intestino grueso.
• Microaerófilos: Requieren oxígeno, pero en bajas concentraciones. Se encuentran, por ejemplo, en lagos.

Anaerobios

• Aerotolerantes: No utilizan oxígeno, pero pueden crecer en su presencia, utilizando la fermentación. Se encuentran, por ejemplo, en el tracto intestinal.
• Obligados: El oxígeno es letal para ellos. Utilizan la fermentación o la respiración anaerobia. Se encuentran en lagos anóxicos.

Fases del Crecimiento Bacteriano

El crecimiento bacteriano en un cultivo cerrado (batch) se caracteriza por las siguientes fases:

• Latencia: Existe actividad metabólica, pero no crecimiento. Los microorganismos se adaptan al medio.
• Crecimiento Exponencial: Las condiciones son óptimas y las bacterias se dividen por fisión binaria, aumentando su número de forma geométrica. Es el periodo de mayor sensibilidad a los antibióticos.
• Estacionaria: Los recursos (espacio, nutrientes) se agotan y cesa el crecimiento. Algunas bacterias pueden comenzar a esporular.
• Muerte: Si la fase estacionaria se prolonga, se produce un decrecimiento exponencial, aunque a menor velocidad que el crecimiento.

Estructuras Bacterianas y Arqueanas

Apéndices de Superficie

• Fimbrias: Apéndices cortos y delgados implicados en la adherencia a superficies. Son un factor de virulencia y participan en la formación de biopelículas.
• Flagelos: Apéndices largos utilizados para la locomoción. Su movimiento es helicoidal y semirrígido. Están compuestos por filamento, gancho y cuerpo basal. Su naturaleza es proteica y actúan en respuesta a estímulos (quimiotaxis). Según su distribución, los flagelos pueden ser: monótricos, lofótricos, anfítricos y perítricos. El movimiento flagelar utiliza la energía de la fuerza protón-motriz generada en la membrana. Esta fuerza también se utiliza para la obtención de ATP y el transporte de nutrientes.

Membrana Celular

• Bacterias: Bicapa lipídica con ácidos grasos unidos al glicerol por enlaces éster. Contiene proteínas de membrana que actúan en el transporte, como el simportador de fosfato y el uniportador de potasio (simporte o uniporte).
• Arqueas: Monocapa lipídica (aunque también pueden tener bicapa) con ácidos grasos unidos al glicerol por enlaces éter. Esta característica les confiere mayor resistencia a ambientes extremos.

Material Genético

• Cromosoma bacteriano: Doble cadena de ADN circular, superenrollada, que se replica bidireccionalmente. Contiene toda la información genética esencial.
• Plásmido: Material genético extracromosómico. No contiene todos los genes necesarios para el crecimiento, pero puede proporcionar ventajas selectivas, como resistencia a antibióticos. Es una cadena circular y superenrollada, utilizable en ingeniería genética.

Componentes antigénicos

Molécula que interactúa con el sistema inmunitario, provocando la producción de anticuerpos. Ejemplos en bacterias Gram-positivas son el polisacárido O y los ácidos teicoicos, que estabilizan la pared y facilitan el paso de cationes.

Técnicas de Microscopía

Se utilizan diferentes tipos de microscopios para visualizar microorganismos:

• Microscopio Óptico de Campo Claro: Utiliza luz visible. Es compuesto (dos lentes). Las muestras pueden ser frescas (cubiertas con portaobjetos) o fijadas y teñidas. Lente objetivo (x10, x40, x100 con aceite de inmersión) y ocular (x10). La calidad de la imagen depende del contraste, aumento y poder de resolución (distancia mínima entre dos puntos para distinguirlos), que a su vez depende de la longitud de onda (λ), el tamaño de la lente del objetivo y el índice de refracción.
• Contraste de Fases: Permite observar células vivas, sin teñir, con detalle interno. La imagen presenta un halo.
• Campo Oscuro: Observa células vivas, sin teñir. Solo se observa la luz emitida por la muestra. Imagen brillante con detalle sobre fondo oscuro.
• Fluorescencia: Utiliza células teñidas con colorantes fluorescentes. Absorben luz UV y emiten luz visible. Fondo oscuro. Permite identificar diferentes microorganismos en una mezcla.
• Nomarski (Contraste Interferencia Diferencial): Proporciona una imagen casi tridimensional de organismos vivos.
• Microscopio Electrónico de Transmisión (MET): Los electrones inciden sobre una muestra muy fina, teñida con iones pesados, y se proyectan sobre una pantalla fluorescente. La muestra se coloca sobre una rejilla en vacío. Útil para observar virus, por ejemplo.
• Microscopio Electrónico de Barrido (MEB): Los electrones inciden sobre una muestra muerta, teñida con metales. Se recolectan los electrones secundarios emitidos para generar una imagen 3D. Útil para observar estructuras externas.

Medios de Cultivo

Se utilizan diferentes medios para cultivar microorganismos:

• Medio Definido: Se conoce su composición exacta, ya que se prepara a partir de compuestos químicos puros.
• Medio Complejo: Se desconoce su composición exacta. Contiene extractos de productos naturales (carne, levadura, etc.), además de otros ingredientes.
• Medio Selectivo: Contiene componentes que inhiben el crecimiento de ciertos microorganismos y favorecen el de las especies deseadas. Un medio de enriquecimiento es un tipo de medio selectivo que permite aislar un tipo particular de microorganismo a partir de una población mixta.