analisis y fisicoquimica

Cultivo y crecimiento de los microorganismos

Cultivo y crecimiento
de los microorganismos
Raquel de los A. Junco Díaz
Carlos M. Rodríguez Pérez

INTRODUCCIÓN
Se denomina cultivo al proceso de propagar los microorganismos, proporcionándoles
las condiciones ambientales adecuadas.
Los microorganismos en fase de crecimiento realizan réplicas de sí mismos y requieren
de los elementos quese encuentran en su composición química. Se le deben brindar los
elementos nutritivos en una forma accesible desde el punto de vista metabólico. Además, los
microorganismos requieren energía metabólica con el objetivo de sintetizar macromoléculas
y conservar los gradientes químicos esenciales a través de sus membranas.
Durante el crecimiento se deben regular los factores nutricionales (carbono,nitrógeno,
azufre y fósforo, elementos trazas y vitaminas) y los factores físicos (pH, temperatura, oxígeno, humedad, presión hidrostática, presión osmótica y radiación).

REQUERIMIENTOS PARA EL CRECIMIENTO
El peso seco de los microorganismos consiste en materia orgánica que contiene carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Se requieren, además, iones inorgánicos
comopotasio, sodio, hierro, magnesio, calcio y cloruro para facilitar la catálisis enzimática y
conservar los gradientes químicos a través de la membrana celular.
La materia orgánica se encuentra en macromoléculas formadas por enlaces anhídridos
entre los bloques estructurales. Para la síntesis de los enlaces anhídridos se requiere la
energía química proporcionada por los dos enlaces fosfodiestéricosdel ATP (trifosfato de
adenosina). Para conservar una composición citoplásmica relativamente constante, se necesita una energía adicional derivada de la fuerza motriz protónica que es la energía potencial
que se puede liberar al pasar un protón a través de una membrana. En los organismos
eucariotas la membrana puede ser parte de la mitocondria o del cloroplasto; mientras que en
los organismosprocariotas la membrana es la membrana citoplásmica de la célula.
Durante el crecimiento, un microorganismo requiere todos los elementos de su materia
orgánica y el complemento total de iones necesarios para la energética y la catálisis. Además,
debe haber una fuente de energía que establezca la fuerza motriz protónica y que permita la

45

Microbiología y Parasitología Médicas

síntesismacromolecular. Los microorganismos varían ampliamente en cuanto a sus demandas nutricionales y sus fuentes de energía metabólica.

FUENTES DE ENERGÍA METABÓLICA
Los tres modos principales de generar energía metabólica son: fermentación, respiración y fotosíntesis. Los microorganismos, para poder crecer, deben utilizar, por lo menos,
uno de estos mecanismos, cuya descripción se refiere en elCapítulo 6.

NUTRICIÓN
La nutrición es la provisión de nutrientes para el crecimiento de un organismo. Los
nutrientes de los medios de cultivo deben contener todos los elementos necesarios para la
síntesis biológica de los microorganismos e incluyen carbono, nitrógeno, azufre, fósforo,
elementos trazas y vitaminas.

FACTORES NUTRICIONALES
FUENTE DE CARBONO
La mayoría de las bacteriasutilizan compuestos de carbono como fuente de energía y
otras, para la síntesis de elementos celulares. Los organismos fotosintéticos reducen el
dióxido de carbono (CO2) a glucosa y otras moléculas orgánicas. Los organismos autótrofos
emplean nutrientes completamente inorgánicos; mientras que los heterótrofos requieren
nutrientes orgánicos. Ambos organismos, autótrofos y heterótrofos, obtienen laenergía a
partir de la glucosa por glicólisis, fermentación y el ciclo de Krebs. Ellos, además, sintetizan
algunos componentes celulares a partir de intermediarios formados por medio de estas vías.

FUENTE DE NITRÓGENO
Todos los organismos, incluyendo los microorganismos, necesitan nitrógeno para sintetizar enzimas, proteínas y ácidos nucleicos. Algunos microorganismos obtienen el nitrógeno...