Microbiología

Subclase de	Biología , ciencias exactas
Practicado por	Microbiólogo
Campos	Bacteriología virología protistología

La microbiología es un campo de las ciencias aplicadas que tiene como objetivo los microorganismos y las actividades que los caracterizan. Más específicamente, la microbiología se dedica a la identificación y caracterización de microorganismos; al estudio de su origen y su evolución; definir sus características, los productos de sus actividades y sus necesidades; y comprender las relaciones que mantienen entre sí y con su entorno natural o artificial.

Microorganismos pertenecientes a tres reinos que presentan una estructura celular eucariota o procariota, o que es eucariota, y que se caracteriza por unicelularidad, tamaño microscópico o ultramicroscópico, potencial metabólico y reproductivo, ubicuidad y abundancia. Los microorganismos se dividen en cinco grupos: algas , protozoos , hongos , bacterias , virus y priones . Las bacterias se clasifican entre los monómeros . Las algas unicelulares son parte de los protistas procariotas y eucariotas . Los hongos unicelulares, los líquenes y los protozoos son protistas eucariotas. Los virus y priones son acaryotes (es decir, sin organización celular).

Hablamos ahora también de " microbiología molecular ", en el campo de la biotecnología en particular.

Histórico

Desde la Antigüedad se postuló la existencia de agentes infecciosos transmisibles invisibles a simple vista.

1546 : Jérôme Fracastor atribuye la transmisión de enfermedades a gérmenes vivos, a los que llamó “seminarios”.
1665 : Robert Hooke muestra las estructuras reproductivas de los mohos y, por tanto, es el primero en describir los microorganismos.
1677 : Descubrimiento de bacterias por el microscopista holandés Antoine van Leeuwenhoek .
1828 : Christian Gottfried Ehrenberg utiliza el término bacteria por primera vez .
1840 : el patólogo alemán Jacob Henle propone una "teoría de los gérmenes" para las enfermedades.
1,857 - 1,876 : Louis Pasteur (Decano de la Facultad de Ciencias de Lille ) pone de relieve el papel de los microorganismos en la fermentación láctica y alcohólica. Desarrolla técnicas de pasteurización y esterilización que le permiten realizar cultivos puros de microorganismos. La posibilidad de la cultura permitió demostrar que la generación espontánea era una aberración.
1877 - 1895 : Louis Pasteur demuestra que las enfermedades son la consecuencia de la presencia de estos microorganismos. Primera investigación sistemática sobre el origen de ciertas enfermedades, así como la vacunación (conocida desde Edward Jenner para la viruela - enfermedad viral).
1873 - 1882 : Robert Koch destaca el bacilo responsable de la tuberculosis ( Mycobacterium tuberculosis ). Koch estableció las reglas (todavía en uso) que demuestran rigurosamente que una determinada bacteria es la causa de una infección.
1884 : Hans Christian Gram desarrolla una técnica de tinción que es la más utilizada en el estudio y clasificación de bacterias en dos grandes grupos: Gram positivas y Gram negativas.
1912 : Paul Ehrlich descubre el primer tratamiento eficaz (derivado del arsénico) contra la sífilis. Esta es la primera vez que se trata una enfermedad bacteriana con un agente quimioterapéutico.
1917 : Descubrimiento de bacteriófagos por Frederick Twort y Félix d'Hérelle .
1928 : Frederick Griffith descubre la transformación bacteriana y establece las bases de la genética molecular.
1929 : Alexander Fleming descubre las propiedades antibacterianas de la penicilina producida por Penicillum . La humanidad está entrando en la era de los antibióticos.
1944 : Albert Schatz y Selman Waksman descubren otro antibiótico: la estreptomicina, que pronto se utilizará contra la tuberculosis.
1960 : François Jacob , David Perrin , Carmen Sanchez y Jacques Monod proponen el concepto de operón para el control de la expresión de genes bacterianos.
1977 : Carl Woese estudia el ARN ribosómico para descubrir una tercera forma de vida, las Archaea , genéticamente distinta de las bacterias y eucariotas.
1986 : Utilizando una enzima de la bacteria Thermus aquaticus , Kary Mullis inventa la tecnología PCR ( reacción en cadena de la polimerasa ). La técnica de la PCR se ha convertido en la herramienta básica de la biología molecular.
1995 : secuenciación completa del primer genoma bacteriano ( Haemophilus influenzae ) por Craig Venter y sus colegas en TIGR . La microbiología está entrando en la era de la genómica.

Organismos estudiados

Procariotas

Prokaryotes Prokaryota o Prokarya), del griego pro (antes) y caryon (núcleo) , son organismos cuya célula no tiene núcleo celular u otros orgánulos, pertenecen al menos a dos taxones distintos:

Las arqueas o arqueas son un grupo especial, porque incluye principalmente solo especies anaeróbicas (que no necesitan oxígeno, o incluso muchas veces no toleran oxígeno), que viven en ambientes extremos: hablamos de organismo extremófilo. Los ambientes extremos están al límite de las condiciones toleradas por las células biológicas (medio salino muy ácido o muy alcalino, medio a temperatura cercana a la ebullición). Las arqueobacterias no son solo extremófilos, también son organismos más comunes que viven en condiciones de vida clásicas como marismas o rumiantes. Las arqueobacterias no deben asociarse sistemáticamente con organismos extremos, incluso si encontramos entre ellos la mayoría de los extremófilos;
encontramos eubacterias en nuestra vida diaria: suelo, comida, etc. Éstas son las bacterias más conocidas. Sin embargo, algunas eubacterias también son extremófilas.

Estos microorganismos tienen mecanismos para resistir estas condiciones.

Eucariotas

Los eucariotas tienen un sistema de membrana interna que encierra orgánulos ( núcleo , plástido , mitocondrias , etc. ); tienen un citoesqueleto interno (actina, tubulina) ausente en los procariotas, lo que los hace a menudo más grandes que los procariotas.

Se cree que cada grupo de eucariotas tenía un ancestro entre los procariotas (arqueobacterias o eubacterias), y que las mitocondrias (y posiblemente también otros orgánulos como los cloroplastos ) presentes en el citoplasma de los eucariotas actuales también tenían al menos un ancestro procariota distinto que habría colonizado esta antigua bacteria para vivir en simbiosis ( endosimbiosis ) con ella y formar todos los eucariotas que ya no pueden vivir sin ellos.

De hecho, encontramos en las mitocondrias un citoesqueleto interno específico, una estructura de membrana externa compleja, un material genético interno específico alojado en una zona de plasma llamada proto-núcleo (desprovisto de membrana pero aún estructurado), incluso si las mitocondrias no pueden multiplicarse en los suyos sin la ayuda de la célula huésped (las mitocondrias habrían perdido sus facultades reproductivas que ya no les eran necesarias, ya que la célula huésped les proporciona prácticamente todo el material necesario para su crecimiento y división).

Algas

A diferencia de los hongos y los protozoos, las algas tienen pigmentos de clorofila que les permiten realizar la fotosíntesis.

Por tanto, son organismos vivos inmóviles y autótrofos .

Las algas están presentes en el suelo, las plantas, el agua dulce y el agua de mar.

La palabra "alga" no tiene sentido desde un punto de vista filogenético, es decir que el ancestro común a todas las algas es el de los eucariotas.

Hongos

Los hongos están presentes en el suelo, plantas, restos vegetales, líquenes , parásitos humanos, animales y plantas.

Nota : Una levadura , eucariota unicelular, es un hongo. Hay muchas especies de levaduras como Saccharomyces cerevisiae (levadura de panadería), la familia Candida (responsable de la candidiasis), Rhodotorula (a veces se encuentra en el chucrut que colorea de rojo), Schizosaccharomyces , etc.

Los hongos son "absorbotróficos": se alimentan por absorción. Secretan enzimas que digieren polímeros en el ambiente externo, este mecanismo químico, por ejemplo, transforma los carbohidratos en monómeros (pequeñas moléculas) que así son absorbidos.

Los hongos son un grupo bifilético, porque una parte de ellos, los eumicetos, pertenecen a los opistocontes y otra, los oomicetos, a los heterocontes.

Tamaño de los microorganismos

Como se señaló al principio, los microorganismos son muy pequeños (de ahí su nombre):

procariotas ( bacterias ): del orden de 0,5 a 3 µm (para el ancho), sin límite de longitud; el poder de resolución del ojo humano es de 100 µm (10 -4 mo 0,1 mm ), por lo que estos microorganismos son todos invisibles a simple vista;
eucariotas: muy variable, de 2 a 200 µm (para el ancho), sin límite de longitud; algunos eucariotas son visibles a simple vista (en particular las algas), otros son visibles solo en forma de agregados (caso de los hongos, cuyas paredes plasmáticas emiten filamentos de gran longitud en relación con su tamaño). No todos los eucariotas se agregan de esta manera (especialmente los protozoos, invisibles a simple vista).

La relación área a volumen está directamente influenciada por el tamaño: si consideramos una forma simple como la esfera , el área es proporcional al cuadrado del tamaño ( con el radio de la esfera), mientras que el volumen es proporcional al cubo. del tamaño ( ), la relación superficie / volumen es, por tanto, inversamente proporcional a ( ). $4 \ cdot \ pi \ cdot r ^ 2$ $r$ $\ frac {4} {3} \ cdot \ pi \ cdot r ^ 3$ $r$ $\ frac {3} {r}$

Esto condiciona la velocidad a la que se alimenta el microorganismo: el alimento pasa a través de la membrana plasmática, por lo que la velocidad de absorción es proporcional a la superficie, pero la cantidad a alimentar es proporcional al volumen. La velocidad a la que entran y salen los nutrientes y los desechos es, por tanto, inversamente proporcional al tamaño. Entonces, cuanto más pequeñas sean las bacterias, más podrán alimentarse a alta velocidad. Compensa su pequeño tamaño multiplicándose a muy alta velocidad (tasa de crecimiento muy rápida).

Cultivo de microorganismos

Riqueza del medio ambiente

Los microorganismos necesitan:

una fuente de energía;
- para los quimiotrofos, proviene de la degradación de compuestos químicos (por ejemplo, glucosa ),
- para fotótrofos, luz;
una fuente de carbono;
- para los autótrofos, el CO 2 es suficiente atmosférico (carbono mineral),
- para los heterótrofos, proviene de moléculas orgánicas (CH 4 , oses, etc. );
Macronutrientes (llamado así debido a su concentración en el medio de cultivo): C , H , O , N , S , Na , Mg , P , K . Los elementos carbono, nitrógeno y fósforo deben estar presentes en las proporciones 100/10/1 para un ambiente correcto;
de microelementos: Cu , Co , Zn , Cl , Fe , etc. ;
una fuente de nitrógeno , de origen mineral (sal de amonio);
factores de crecimiento para auxótrofos: vitaminas , aminoácidos , bases nitrogenadas . Las bacterias prototróficas son aquellas que no necesitan factor de crecimiento;
de dioxígeno (oxígeno molecular) para aerobios estrictos, o ausencia de dioxígeno para anaerobios estrictos; para estos últimos microorganismos, el peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) formado por la reacción entre O 2 y H 2 O los envenena, ya que no tienen una catalasa que degrade el H 2 O 2 , a la inversa de los individuos aerobios. También existen microorganismos aeróbicos opcionales capaces de multiplicarse en presencia o ausencia de oxígeno gracias a su capacidad para utilizar la fermentación y bacterias microaerófilas que solo se desarrollan a una determinada presión de oxígeno;
factores fisicoquímicos:
- para el factor de temperatura , se pueden distinguir tres categorías de microorganismos según su óptimo de crecimiento. El psychrophilic tienen su óptima a 15 ° C , la mesófila a 37 ° C , los termófilos a 65 ° C . Es necesario ir más allá de -18 ° C para detener cualquier crecimiento microbiano. A 3 ° C , hay poco riesgo asociado con bacterias patógenas (mesófilas, por lo tanto virulentas a la temperatura corporal) o toxigénicas, solo unas pocas bacterias que viven a estas temperaturas pueden ser peligrosas (listeria),
- para el factor pH , se considera que las bacterias prefieren la neutralidad, excepto las bacterias del ácido láctico. Para levaduras y mohos, el pH óptimo es más ácido (pH = 5).

Diversidad del entorno cultural

Hay dos tipos de medios de cultivo:

sintético: medio para el que se puede dar la composición química completa. Los medios sintéticos se utilizan en la investigación básica;
empírico: medio cuya composición sólo se conoce parcialmente.

y entre estos dos tipos de medios, hay medios selectivos (que permitirán seleccionar el tipo de microorganismos que podrán multiplicarse allí). Por lo tanto, es posible optar por permitir que se desarrolle solo un tipo determinado de bacteria (por ejemplo, medio mFC para coliformes fecales o agar sangre para ciertos patógenos) o, por el contrario, promover el desarrollo de mohos de levadura agregando un antibiótico a la medio. La temperatura a la que se incubará el medio inoculado también constituye un factor de selección como se mencionó anteriormente.

Los medios de cultivo pueden contener extractos de levadura (células de levadura deshidratadas y lisadas) que proporcionan una fuente de aminoácidos, vitaminas y nitrógeno, los extractos de malta proporcionan una fuente de carbono, peptonas (proteínas animales, pescado, caseína de la leche) fuente de nitrógeno orgánico de interés para heterótrofos. individuos.

Estos medios son líquidos o sólidos. Para solidificar el medio se utiliza con frecuencia agar o agar-agar , un polímero de azúcar derivado de un alga roja que tiene la propiedad de formar con agua un gel sólido a temperaturas inferiores a 60 ° C .

Métodos

Prueba de desafío

Una prueba de provocación es una técnica que permite demostrar la eficacia antimicrobiana ( bacteriostática o bactericida ) de una determinada sustancia (productos farmacéuticos, cosméticos o agroalimentarios, por ejemplo).

Esta técnica consiste en inocular una cantidad conocida de diferentes gérmenes microbianos ( bacterias , levaduras , mohos , etc. ) en la sustancia a ensayar y luego contar estos gérmenes en varios momentos.

Esta prueba se utiliza en particular para validar la fecha de caducidad (DLC) o la fecha de caducidad óptima (DLUO) de un producto.

Esterilización

La esterilización es el proceso de remoción de microorganismos de un objeto y de manera sustentable. En microbiología, el objetivo de la esterilización es, por un lado, controlar los microorganismos introducidos en el ambiente de estudio y, por otro lado, evitar la contaminación del ambiente externo y de las personas (ver también el artículo sobre higiene ).

Hay tres formas de esterilizar un medio de cultivo. Destrucción por calor, por un método de filtración o por el uso de radiación y agente químico (gas).

Calor

Se hace una distinción entre procesos térmicos "secos" y "húmedos".

calor seco:
- Mechero Bunsen : todo el aire que se encuentra en un globo virtual de quince centímetros de radio de la llama de un mechero Bunsen, una vez atravesado la llama. Esto crea un recinto ficticio estéril. Los microbiólogos trabajan con una llama oxidante que crepita,
- “ Horno Pasteur ” u “ Horno Poupinel ”: se trata de un horno convencional que se utiliza a 180 ° C durante al menos 90 minutos. Es menos eficiente que el autoclave (y consume más energía).
calor húmedo:
- autoclave : su principio es hervir agua en una cámara herméticamente cerrada para aumentar la presión y por tanto superar los 100 ° C de ebullición (principio de la olla a presión ). Esto se hace a 134 ° C durante dieciocho minutos.

Casos especiales: pasteurización y tyndallización

La pasteurización es un proceso para la conservación de alimentos en el que un alimento se calienta a una temperatura definida durante un período de tiempo definido antes de enfriarse rápidamente. Temperaturas de pasteurización varían entre 70 ° C y 85 ° C . Esta técnica solo destruye parte de la flora bacteriana. De ninguna manera es una técnica de esterilización .

La tyndallización es una serie de breves calentamientos a temperaturas de 70 ° C a intervalos regulares (tres calentadores hora veinticuatro horas entre calentamiento) con el fin de dejar que las formas resistentes germinen para matarlas en el siguiente calentamiento. Por ejemplo, la destrucción de gérmenes patógenos en la leche se realiza mediante un ciclo de 63 ° C durante treinta minutos seguido de 73 ° C durante quince minutos.

La ebullición no es un método de esterilización. Las formas de esporas de bacterias pueden sobrevivir hasta las ocho y media horas a 100 ° C .

Filtración

La filtración es una técnica que consiste en hacer pasar un líquido a través de un filtro cuyos poros tienen un diámetro de 0,2 micrones ; los microorganismos son demasiado grandes para pasar y, por lo tanto, son retenidos por el filtro. Para forzar este líquido a través del filtro, se utilizan dos soluciones:

presurizar el líquido por medio de un pistón;
succión del líquido creando, por ejemplo, un recinto despresurizado en el otro lado del filtro.

Esta técnica es interesante cuando se utilizan productos termolábiles (es decir, productos no resistentes al calor) como determinados aminoácidos aromáticos, vitaminas, hormonas de crecimiento, ácidos nucleicos y gran parte de antibióticos. Sin embargo, los filtros de 0,2 µm se obstruyen rápidamente. Este problema puede evitarse aumentando el área de la superficie del filtro o utilizando un proceso de filtración tangencial .

En determinados casos, el filtro que ha servido para detener los microorganismos se puede colocar sobre un medio de cultivo sólido para permitir la multiplicación de los gérmenes, esto con el objetivo de proceder a su enumeración e identificación.

Agente químico y de radiación

Estas técnicas son utilizadas por industrias, incluida la alimentaria. Son muy penetrantes porque la radiación y algunos gases atraviesan el plástico y matan a los microorganismos.

Sin embargo, los rayos ultravioleta no son una buena técnica de esterilización, ya que no penetran, por lo que no atraviesan materiales como el plástico y el vidrio. Además, ciertos microorganismos pueden reparar el daño causado por los rayos ultravioleta si el producto se ilumina después de la aplicación de rayos ultravioleta; este es el fenómeno llamado "foto-reparación".

En determinados casos se puede utilizar radiación gamma , que es mucho más penetrante y potente que los rayos ultravioleta.

Concepto de cultura pura

Técnica de racha

Se basa en el concepto de CFU (unidad que forma una colonia). Cada unidad celular (una celda, un grupo de células o un fragmento de hifas ) dará lugar a una colonia.

En un medio de cultivo, se forma un montículo de bacterias o levaduras con una forma particular (la colonia). La forma de este montículo está determinada por la organización de la colonia, que a su vez está determinada genéticamente. Los hongos desarrollarán un talo, es decir lo que se pueda observar, por ejemplo, en las mermeladas que tengan "moho". El UFC también se utiliza para el recuento bacteriano utilizando cultivos en placa de tubos preparados mediante diluciones en cascada de la suspensión bacteriana original.

La observación macroscópica del aspecto de las colonias permite diferenciar las colonias de bacterias contaminantes de las que se buscan aislar.

Técnica de suspensión por dilución

Esta técnica se utiliza para evaluar la cantidad de microorganismos que se encuentran en un medio líquido (agua de pozo, bebidas, agua de piscina, etc. ) o en un medio sólido (tierra, comida, etc. ). También se puede utilizar para aislar una cepa pura de una mezcla.

Es simplemente una serie de diluciones seguidas de una muestra de una alícuota que se esparcirá en un medio de cultivo que puede ser selectivo o no. Entonces bastará con contar el número de colonias, y conociendo el volumen de la alícuota (generalmente un mililitro en un plato), deduciremos la cantidad aproximada de bacterias en el medio (se considera que una UFC corresponde a una bacteria) .

Identificación de bacterias

La identificación de bacterias se realiza según una clave dicotómica que va desde los caracteres más grandes hasta los más puntiagudos para terminar con una determinada especie bacteriana.

Criterios morfológicos

El estudio de la morfología bacteriana es el primer acto que realiza un laboratorio de diagnóstico para identificar una bacteria. La observación de la morfología bacteriana permite una orientación preliminar del diagnóstico.

Macroscópico

A simple vista, podemos distinguir las características de una colonia:

la forma del relieve (convexo, semiconvexo, plano);
la talla ;
el color ;
apariencia (pegajosa, filamentosa, etc. );
el olor ;
transparencia (opaca, translúcida);
la forma de los contornos (regular, irregular);
la consistencia ;
pigmentación;
apariencia de la superficie (lisa o rugosa).

Hay tres tipos principales de colonias:

Colonias tipo S ( Lisa ): contornos lisos y regulares, superficie semirredondeada, brillante y cremosa;
Colonias tipo M (mucosas): contornos lisos y regulares, superficie fibrosa muy redondeada, muy brillante;
Tipo R colonias ( Rough ): contornos irregulares, rugosas plana y sin brillo y seco.

Microscópico Estado fresco

El estado fresco se realizará con una suspensión de colonia que no se fijará en el portaobjetos como la tinción de Gram, sino que se realizará con una gota de suspensión entre el portaobjetos y el cubreobjetos. Esta observación microscópica se realizará con el objetivo x40 con poca luz para no matar las bacterias porque el objetivo de esta observación es ver su movilidad (también podemos ver la morfología pero esto se ve mejor en la tinción de Gram).

Tinción de Gram

Como las bacterias son generalmente casi transparentes, comenzamos por preparar un frotis (hacer un frotis) en un portaobjetos de microscopio al que aplicamos una tinción de Gram . La observación microscópica se realizará con el objetivo x100 con aceite de inmersión. Las bacterias grampositivas aparecerán violetas mientras que las gramnegativas aparecerán rosadas. Hay otras coloraciones, como el verde malaquita para resaltar las formas esporuladas. La tinción de Gram se utiliza para determinar el tipo de pared celular.

Formulario

La forma es extremadamente diversa dentro del mundo bacteriano. Con la excepción de las bacterias sin pared ( Mycoplasmas ), que pueden ser muy polimórficas, la diversidad es relativamente limitada para las bacterias de interés médico y veterinario. Entre estos, distinguimos principalmente formas esféricas ( cocos ), cilíndricas ( bacilo ), espiral ( espirilla ), enrolladas (espiroquetas) con apéndices en gemación o filamentosos.

Modo de agrupación

Pueden agruparse en cadenas ( Streptococcus , Enterococcus , Lactococcus , etc. ), en racimos asimétricos o racimos ( Staphylococcus ), en racimos cúbicos regulares (sarcines), en empalizadas o en haces de alfileres ( Corynebacterium ), etc. La modalidad de agrupamiento, a condición de que se valore sobre un cultivo joven realizado en medio líquido y que se tenga en cuenta el aspecto predominante, es también un elemento importante para orientar la identificación.

Tamaño

Las bacterias más pequeñas tienen un tamaño de 0,1 a 0,2 µm ( clamidia ), mientras que algunas tienen más de 10 µm de diámetro . La bacteria más grande conocida ( Thiomargarita namibiensis ) puede alcanzar un diámetro de 750 µm .

Presencia de esporas

No todas las bacterias tienen la capacidad de esporular. Todos los bacilos Gram + esporulan bajo estrés. Para mostrar las esporas bajo un microscopio óptico, solo tienes que teñirlas con verde malaquita o tinta china. Pero podemos adivinarlos con la tinción de Gram (ausencia de tinción). Las esporas están presentes en Bacilli.

Movilidad

Las bacterias pueden estar equipadas con uno o más flagelos que les permitan moverse. Los dos tipos más comunes de movilidad son la movilidad por cilindros peritoneales si la bacteria se mueve en todas las direcciones, o por cilindros polares si la bacteria va en una sola dirección. Para definir el modo de movimiento de las bacterias, hablamos de quimiotaxis. La bacteria que evoluciona en un medio se mueve según gradientes de concentración para acercarse a su "alimento".

Cierta motilidad depende de un mecanismo que involucra al pilus tipo IV y varios polisacáridos como en la bacteria Myxococcus xanthus .

Cápsula

La cápsula está formada por polímeros (polisacáridos o proteínas) dispuestos en capas en la periferia de las bacterias. Esto permite que las bacterias se adhieran a las superficies (colonicen las superficies) y escapen del sistema inmunológico porque los antígenos de la superficie están cubiertos por la cápsula, lo que los hace indetectables (patogenicidad).

Criterios bioquímicos

Una bacteria también se identifica al observar si usa un sustrato particular. Por lo tanto, se pone en contacto en un medio de cultivo con un carbohidrato, un péptido u otros sustratos más complejos; la prueba de oxidasa, por ejemplo, usa tetrametil-parafenilendiamina . El uso de este sustrato se puede revelar cambiando un indicador de pH porque un carbohidrato usado da un producto ácido, un péptido da un producto básico, etc.

Cada familia de bacterias tiene sus propias características, por lo que podemos unirlas fácilmente con características básicas como el uso de glucosa con o sin oxígeno, reducción de nitratos, etc. Luego, tenemos galerías de identificación bioquímica que en ocasiones son vendidas por empresas especializadas. Estas pruebas son bastante largas, de uno a dos días.

Criterios genéticos

Podemos citar técnicas de ingeniería genética como:

la PCR ( reacción en cadena de la polimerasa ) para apuntar a un gen presente solo en una familia o un género bacteriano mediante el reasociamiento de secuencias de ADN cortas específicas (cebadores de oligonucleótidos) sintéticas específicas;
el microarray utilizando el mismo principio, pero con una precisión de hasta la misma cepa.

Sistemática bacteriana

La sistemática permite identificar una cepa bacteriana desconocida gracias a varios exámenes y al uso de medios de cultivo específicos.

La tinción de Gram y la prueba de catalasa y oxidasa para determinar la familia. Los entornos de cultivo específicos permiten llegar al género y la especie. En algunos casos, se pueden utilizar pruebas adicionales como la serogrupo.

Cocos grampositivos y catalasa positivos

Familia Micrococcaceae
- Género Micrococcus
Familia Staphylococcaceae
- Género Staphylococcus

Concha grampositiva y catalasa negativa

Familia Streptococcaceae
- Estreptococos de los grupos A, B, C, D ( Enterococcus ), F y G de Lancefield

Cáscara Gram negativa

Los gramnegativos consisten en bacterias de paredes delgadas que no retienen el azul genciana / cristal. Aparecen bajo un microscopio óptico en rosa después de agregar fucsina (género neisseria, por ejemplo).

Bacilo grampositivo

Género Bacillus
Género Listeria
Género Clostridium

Bacilo gramnegativo Oxidasa negativa

Familia de enterobacterias :

Género de Salmonella
Género de Escherichia
- Seroagrupación de Escherichiae Coli
- Seroagrupación de otras Escherichia
Género Shigella
Género Klebsiella
Género Enterobacter
Género Serratia
Género Proteus
Género Morganella
Género Providencia
Género Hafnia

Oxidasa positiva

Agentes antibacterianos

Agentes físicos

Se pueden mencionar los siguientes agentes:

calor: a partir de 65 ° C , las proteínas se desnaturalizan, sin embargo algunos microorganismos son capaces de soportar temperaturas más elevadas;
el pH : si es demasiado ácido o demasiado básico;
altas presiones: desde 6.000 bar. Así, es con un tratamiento por presión que se esterilizan los zumos de frutas producidos en la industria;
Rayos UV: a una longitud de onda de alrededor de 260 nm , destruyen todos los microorganismos. No muy eficaces a través de los plásticos, se utilizan para esterilizar el aire;
rayos gamma: como los rayos ultravioleta, son muy efectivos. Pueden atravesar todos los plásticos y, por lo tanto, se utilizan para esterilizar instrumentos como hilos quirúrgicos. Se ha probado su uso para productos alimenticios, sin éxito con el público.

Agentes químicos

Los agentes químicos utilizados se dividen en dos categorías: antisépticos y desinfectantes . Los antisépticos se utilizan para la eliminación de microorganismos del tejido vivo; Los desinfectantes se utilizan en superficies inertes.

Antibióticos

Los antibióticos son sustancias químicas que tienen una acción específica con el poder de limitar la proliferación de bacterias específicas. Carecen de toxicidad para otras células (hongos y otros eucariotas). Estas moléculas pueden tener una acción drástica, es decir bactericida; su eficacia también puede verse limitada para prevenir el desarrollo de bacterias (esto se conoce como acción bacteriostática).

Resistencia antibiótica

Crecimiento bacterial

Es el poder o la capacidad de las bacterias para aumentar su número; Depende del tipo de bacteria (termófilos, mesófilos, psicrófilos, psicótrofos, etc.) Cuando las bacterias se incuban en un medio líquido adecuado, generalmente continúan multiplicándose exponencialmente hasta que un factor necesario para su crecimiento se acerca al agotamiento y se vuelve limitante o inhibitorio. Los productos metabolitos (ácidos orgánicos, alcoholes, amoniaco, etc.) se acumulan en exceso. Este cultivo, que se realiza sin añadir nutrientes ni eliminar residuos durante el crecimiento, se denomina cultivo discontinuo o discontinuo que constituye un sistema cerrado. Un cultivo de este tipo se comporta como un organismo multicelular con limitación de crecimiento determinada genéticamente.

El crecimiento de dicho cultivo se puede graficar trazando el logaritmo del número de células viables en función del tiempo. La curva obtenida se puede dividir en seis fases:

Fase de latencia. Es un período de adaptación de la cepa a su nuevo entorno. Esta fase sería inexistente si la cepa se derivara del mismo medio de cultivo;
Fase de aceleración. Durante esta etapa, hay una síntesis activa de enzimas;
Fase de crecimiento exponencial. Durante esta fase, la bacteria crece a una velocidad máxima constante;
Fase de desaceleración. Durante esta fase, el medio comienza a agotarse: disminución de la concentración de nutrientes, los desechos celulares comienzan a acumularse en el medio;
Fase estacionaria. Durante esta fase, hay tantas bacterias que se dividen como bacterias que mueren;
Fase de declive. Durante esta fase, las bacterias mueren debido a la falta de nutrientes y al exceso de desechos que producen las bacterias.

Diauxie

En presencia de dos fuentes de carbono, las bacterias presentan una curva de crecimiento de dos fases. Esto se explica por el consumo de la fuente de carbono más fácilmente asimilable, luego una adaptación durante la cual se sintetizan las enzimas que permiten degradar la segunda fuente de carbono, luego el consumo de la segunda fuente de carbono (este es el caso, por ejemplo, del medio Kligler-Hajna En este medio, la bacteria usa glucosa como primera fuente de carbono y luego lactosa como segunda fuente de carbono cuando no hay más glucosa). El análisis de este comportamiento permitió a Jacques Monod definir la noción de operón ; el más conocido es el operón lactosa.

Notas y referencias

Este artículo está tomado parcial o totalmente del artículo titulado " Prueba de desafío " (ver la lista de autores ) .

Le Grand Dictionnaire terminologique , “microorganisme” .
acceso a un artículo resumen distribuido por ADIT (artículo P r D r Axel A. Brakhage, "Los bioproductos farmacéuticos", p. 29/11 , en "Biotecnología blanca, avances y perspectivas - Encuentro de expertos Franco German", Berlín, 29 de septiembre de 2006).
Bonazzi, Florence (2005), Higiene en el consultorio médico de los médicos generales: observación de 30 médicos del área de Grenoble (Tesis doctoral, Universidad Joseph-Fourier).
(in) Salim T. Islam , Israel Vergara Alvarez , Fares Saidi y Annick Guiseppi , " Modulación de la multicelularidad bacteriana a través de la secreción de polisacáridos espacial específica " , PLoS Biology , vol. 18, n o 6,9 de junio de 2020, e3000728 ( ISSN 1545-7885 , PMID 32516311 , PMCID PMC7310880 , DOI 10.1371 / journal.pbio.3000728 , leído en línea , consultado el 14 de diciembre de 2020 )

Ver también

Enlace externo

Selección de sitios sobre microbiología en la web: Les Signets de la Bibliothèque nationale de France