Práctica 7. Microbiología

PRACTICA 7

DIFERENCIACIÓN EN MICROORGANISMOS

OBJETIVOS

-El alumno identificará los procesos de diferenciación que se llevan a cabo en los organismos, induciendo la esporulación en una bacteria y el crecimiento dimórfico en un hongo. Correlacionará los cambios morfológicos con probables estados infecciosos.

FUNDAMENTO. Todos los organismos responden a estímulos externos para adaptarse al medio en el que se desarrollan. Un protista simple, por ejemplo, se mueve para evitar un objeto o hacia una fuente de nutrientes. Las células de un organismo multicelular responden a estímulos menos obvios, pero responden. La mayoría de las células están cubiertas de receptores, los cuales interactúan con las sustancias del ambiente de maneras muy específicas. Estos receptores funcionan como las puertas de entrada a través de las cuales los factores externos demandan una respuesta específica en las células blanco. Las células, a su vez, responden a los estímulos específicos alterando sus actividades metabólicas, preparándose para la división celular, moviéndose hacia otras células y, a veces, terminando con su ciclo de vida.

El proceso por el cual se generan tipos celulares alternativos como respuesta al medio ambiente se conoce como diferenciación, el cual es un proceso regulado de manera similar a como se elaboran las respuestas metabólicas.

Dentro de las bacterias existen varios ejemplos de diferenciación:

• Formación de heterocistos en Anabaena,
• Formación de célula madre en Bacillus,
• Formación de células del tallo en Caulobacter.

        Ciertas especies de bacterias producen estructuras especiales denominadas endoesporas dentro de sus células. Las endoesporas son células diferenciadas muy resistentes al calor y que no pueden destruirse fácilmente, aún con químicos fuertes. Las bacterias que forman endoesporas son habitantes comunes del suelo; entre las más conocidas se encuentran las de los géneros Bacillus y Clostridium.

El proceso de esporulación en Bacillus (ver Fig. 1):

La formación de endoesporas (esporulación) en el género Bacillus ocurre a través de una serie de eventos complejos: En primer lugar, se replica el DNA y una membrana citoplásmica, llamada septo, es formada en un extremo de la célula (división asimétrica). Enseguida, se forma una segunda membrana citoplásmica alrededor del DNA recién sintetizado, para dar lugar a la forespora. Entre ambas membranas se sintetiza una cubierta de peptidoglicano, que representa la primera capa protectora –cortex. En la endoespora que se está formando, se incorpora dipicolinato de calcio y se inicia la síntesis de una segunda cubierta, constituida por proteínas semejantes a queratina, alrededor del cortex. En ocasiones, una tercera membrana, compuesta de lípidos, se sintetiza en la parte externa –exosporium. Una vez terminada la formación de la endoespora, la célula madre que la contiene es degradada. El proceso se completa en aproximadamente 15 h.

Las endoesporas son capaces de sobrevivir por largos periodos de tiempo hasta que las condiciones ambientales llegan a ser favorables para el crecimiento. La endoespora, cuando encuentra estas condiciones, germina produciendo una bacteria vegetativa.

La resistencia que las endoesporas presentan a los agentes químicos se considera debido a la impermeabilidad de las capas que la constituyen. También, debido a estas cubiertas, las endoesporas son difíciles de teñir. Es necesario emplear colorantes fuertes y condiciones de tinción vigorosas para poder visualizarlas. La tinción de esporas es una buena prueba de diagnóstico para las especies de Bacillus y Clostridium.

        El descubrimiento de las endoesporas bacterianas fue un acontecimiento de inmensa importancia para la microbiología, puesto que este conocimiento fue esencial para el desarrollo de métodos adecuados de esterilización, no solo de medios de cultivo sino también de alimentos y otros productos perecederos. Aunque otros organismos también forman esporas (como los hongos) la endoespora bacteriana es única.

Figura 1. Ciclo de Esporulación en Bacillus subtilis[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

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Los hongos también sufren procesos de diferenciación tales como germinación, esporulación y dimorfismo. Este último proceso lo presentan algunas especies de gran importancia médica, pues la gran mayoría de micosis sistémicas es producida por hongos dimórficos. Los hongos dimórficos son  los que, en respuesta a los cambios ambientales, cambian su forma de crecimiento entre levaduras y micelio. Entre los hongos que causan micosis sistémicas en el hombre, una de estas  formas de crecimiento es la infectiva. Algunos de estos  ejemplos lo constituyen: Candida albicans, Coccidiodes immitis, Paracoccidioides brasiliensis, Histoplasma capsulatum y Blastomyces dermatitidis.

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