MICROBIOLOGIA FARMACIA: GUIA No.2

GUIA DE TRABAJO INDEPENDIENTE No.2

ENCUENTRO ACÁDEMICO: TERCERO
TIEMPO PRESENCIAL: 2 HORAS
TIEMPO INDEPENDIENTE:

UNIDAD TEMÁTICA: Estudio De las Bacterias
LABORATORIO No.1: "Técnicas microbiológicas básicas y tinciones para revelar la estructura bacteriana”

I. COMPETENCIA.

Con la consulta bibliográfica, cibergrafica y la utilización de los reactivos e implementos, el Participante al terminar el desarrollo de la guía:

Establece semejanzas y diferencias entre los dos grandes grupos de celulares; la celula procariota y la celula eucariota

Construye el concepto de microorganismo relacionado con el hombre, plantas, animales y el medio ambiente.

Conoce la estructura fina de las bacterias y resume la composición y función de sus componentes esenciales.

Describe el proceso de crecimiento y desarrollo de los microorganismos.

Enumera los criterios utilizados para la clasificación de las bacterias.

Prepara con habilidad preparaciones en fresco, frotis fijos /coloreados para el análisis de muestras.

Enfoca de manera adecuada y con habilidad las preparaciones en fresco y/o frotis coloreados.

Interpreta adecuadamente los micropreparados húmedos y/o frotis fijados y coloreados con la técnica de Gram en cuanto a la diversidad celular, tamaño, forma, agrupación y partes estructurales características.

Trabaja en el laboratorio de microbiología aplicando las normas de bioseguridad requeridas para el caso.

II. CONCEPTUALIZACIÓN.

Las células han evolucionado en dos tipos fundamentalmente distintos, Eucariotas y Procariotas, que pueden distinguirse con base a su estructura y en la complejidad de su organización. Las bacterias son Células Procariotas en tanto que los hongos, levaduras y protozoarios son Células Eucariotas. Los Virus son subparticulas biológicas abioticas y acelulares.

Entre estos tipos de células se pueden establecer algunas características:

ASPECTO	CELULAS PROCARIOTICAS	CELULA EUCARIOTICA
Grupos como unidad de estructura	Bacterias, algas azul-verdosas	Algas, hongos, protozoos, plantas y animales
Tamaño del organismo	1-2 por 1-4 micras o menos	Mayores de 5 micras en anchura de diámetro
	Escasas formas multicelulares. Ausencia de desarrollo de tejidos	Los organismos multicelulares muestran desarrollo de tejidos
Sistema genético:
Localización	Nucleoide, cuerpo cromatinico o material nuclear no rodeado por membrana	Delimitado por membrana nuclear
	Un cromosoma circular	Uno o más cromosomas lineales
	El cromosoma no contiene histonas	Los cromosomas contienen histonas
	La división no es por mitosis, principalmente por fisión binaria	La división nuclear es por mitosis
	No hay nucléolo	Hay nucléolo
	Los genes relacionados funcionalmente suelen estar arracimados	Los genes relacionados funcionalmente no están arracimados
	Sistemas sexuales escasos, si existe intercambio sexual se da por transferencia de un donador a un receptor.	Sistemas sexuales frecuentes. Alternancia de fases haploides y diploides mediante meiosis y fecundación.
Sexualidad	El zigoto es merocigotico (diploide parcial)	El zigoto es diploide
Naturaleza del citoplasma y de las estructuras:
Citoplasma fluyente	No	Si
Pinocitosis	No	Si
Vacuolas gaseosas	Puede haber	No
Mesosomas	Si	No.
Ribosomas	70S, distribuidos por el citoplasma	80S, dispuestos sobre membranas en un retículo endoplasmas. 70S en mitocondrias y cloroplastos.
Mitocondrias	No se presentan. Las enzimas para la oxidación de las moléculas orgánicas están ligadas a las membranas	Si presentan. Las enzimas están en las mitocondrias
Cloroplastos	No.	Suele haber
Estructuras de Golgi	No	Si
Retículo endoplasmico	No.	Si.
Vacuolas delimitadas por membranas	No.	Si.

Estructuras celulares exteriores
Membrana Citoplasmática	Generalmente no contienen esteroles Contienen en parte la maquinaria respiratoria y, en algunos, la fotosintética	Contienen esteroles. No realiza funciones respiratorias ni de fotosíntesis.
Pared celular	Peptidoglucano (mureina o mucopeptido) como componente	Carece de peptidoglucano
Órganos de locomoción	Flagelos, fibrillas simples formados por la proteína flagelina	Flagelos, cilios, multifibrillas compuestas de microtúbulos formados por tubulina y otras proteínas
Pseudópodos	No presentan pseudópodos	Algunos presentan pseudópodos
Mecanismos metabólicos	Amplia variedad, sobre todo en las reacciones anaerobias productoras de energía. Algunos fijan nitrógeno gaseoso; algunos acumulan poli-(betas)-hidroxibutirato como material de reserva	La glucolisis para la vía del mecanismo anaeróbico productor de energía.
Relación DNA como moles % de guanina + citosina	28 - 73%	Alrededor de 40%

Las células microbianas se distinguen pues de las células animales y vegetales, en que son incapaces de vivir aislados en la naturaleza y solo existen formando parte de organismos multicelulares. En general a diferencia de los macroorganismos, los microorganismos son capaces de realizar procesos vitales de crecimiento, generación de energía y reproducción, independientemente de otras células, sean de la misma clase o de otra diferente.

Los microorganismos son estudiados por la microbiología mediante una serie de técnicas y metodologías destinadas al estudio experimental, manejo y control de los microorganismos, es decir, de todos los aspectos relacionados con el modo de trabajo de una ciencia empírica que trata de las células vivas y su funcionamiento, especialmente las bacterias, un amplio grupo de células con una enorme importancia básica y aplicada.

Desde el siglo XVII, la herramienta fundamental en el estudio de los microorganismos ha sido el microscopio. A través de técnicas y metodologías tales como las preparaciones de gota pendiente y húmeda (que permite el estudio de los microorganismos en condiciones de vida normal suspensos en un líquido) y las preparaciones fijas y teñidas ha permitido el análisis estructural de este tipo de organismo vivo.

Tamaño y forma de las bacterias.

Las bacterias son seres generalmente unicelulares de tamaño variable cuyas dimensiones medias oscilan entre 0,5 y 1 micra. Las bacterias tienen una estructura menos compleja que la de las células de los organismos superiores. Igualmente son muy diferentes a los virus, que no pueden desarrollarse más dentro de las células y que sólo contienen un ácido nucleíco.

Figura. No.1 Esquema de las formas de las bacterias

El examen del microscópico óptico de un frotis bacteriológico nos permite identificar los tipos morfológicos, COCOS (esféricos), BACILOS (bastón), ESPIRILOS (espiral). El estudio mediante la microscopia electrónica de las bacterias revela la estructura fina de estos microorganismos.

Además de sus formas características, la manera de agruparse de las bacterias también es importante. Por ejemplo, ciertos cocos se presentan en pares (diplococos), algunos en cadenas (estreptococos) y otros en racimos (estafilococos). Estos ordenamientos se determinan por la orientación y el grado de adherencia de las bacterias en el momento de la división celular.

Estructuras de las bacterias

Figura. No.2 Esquema de la estructura típica de una bacteria

A continuación se describe en la tabla No.1 algunos parámetros de interés en la organización de las bacterias:

Estructura	Composición Química	Función
Componentes esenciales
Pared Celular Peptidoglucano	Esqueleto de azúcares con cadenas peptídicas laterales que se entrecruzan.	Soporte rígido que protege contra la presión osmótica; es sitio de acción de penicilinas y cefalosporinas; degradado por lisosoma.
Membrana exterior (microorganismos grampositivos)	Ácido teicoico	Antígeno principal de superficie, aunque rara vez se usa en el laboratorio para diagnóstico.
Membrana exterior (microorganismos gramnegativos)	Lípido A Lipopolisacárido	Fracción tóxica de la endotoxina. Antígeno principal de superficie, usado con frecuencia en el laboratorio para diagnóstico.
Membrana citoplasmática	Bicapa de lipoproteínas sin esteroles.	Sitio de enzimas oxidativas y de transporte.
Ribosoma	RNA y proteínas en subunidades 50S y 30S.	Síntesis de proteínas; sitio de acción de aminoglucósidos, eritromicina, tetraciclina y cloramfenicol.
Nucleoide	DNA	Material genético
Mesosoma	Invaginación de la membrana plasmática.	Participa en la división y secreción celular.
Periplasma	Espacio entre membrana plasmática y membrana exterior.	Contiene muchas enzimas hidrolíticas, incluyendo beta-lactamasas.
Componentes no esenciales
Cápsula	Polisacárido	Protege contra fagocitosis.
Pili o Fimbria	Glucoproteína	Adherencia a superficies celulares; adherencia a bacterias durante la conjugación.
Flagelo	Proteína	Motilidad
Espora	Cubierta queratinoide, ácido dipicolínico	Resistencia a la deshidratación, al calor y a las sustancia químicas.
Plásmido	DNA	Contiene varios genes para resistencia a antibióticos, enzimas y toxinas.
Gránulo	Glucógeno, lípidos y polifosfatosa	Sitios de almacenaje de nutrientes
Glucocáliz	Polisacárido	Media de adherencia a superficies.

Tabla No.1. Componentes estructurales de una bacteria

Tinciones de las Estructuras bacterianas.

El tamaño de la mayoría de las células bacterianas es tal que resultan difíciles de ver con el microscopio óptico. La principal dificultad es la falta de contraste entre la célula y el medio que la rodea, y el medio más simple de aumentar el contraste es la utilización de colorantes. Estos pueden emplearse para distinguir entre tipos diferentes de células o para revelar la presencia de determinados constituyentes celulares, tales como flagelos, esporas, cápsulas, paredes celulares, centros de actividad respiratoria, etc.

Las células generalmente son tratadas para coagular el protoplasma antes de teñirlas en un proceso llamado fijación. Para bacterias, la fijación por el calor es lo más corriente, aunque también puede fijarse con sustancias químicas como formaldehido, ácidos y alcoholes. Después de la fijación, si se añade el colorante, no se producen ulteriores cambios estructurales en el protoplasma.

La mayoría de los colorantes son compuestos orgánicos cargados positivamente (cationes) o negativamente (aniones) que tienen afinidad específica por los materiales celulares con carga contraria. Ejemplos de colorantes catiónicos son el azul de metileno, el cristal violeta y la safranina. Otros colorantes son moléculas cargadas negativamente (aniones) y se combinan con los constituyentes celulares cargados positivamente, tales como muchas proteínas, en estos colorantes se incluyen la eosina, la fucsina ácida y el rojo Congo. Otro grupo de colorantes son sustancias liposolubles; los colorantes de este grupo se combinan con los materiales lipídicos de la célula, usándose a menudo para revelar la localización de las gotícas o depósitos de grasa. Un ejemplo de colorante liposoluble es el negro Sudán.

Si se desea simplemente incrementar el contraste de las células para la microscopía, son suficientes los procedimientos simples de tinción. El azul de metileno es un buen colorante simple que actúa sobre todas las células bacterianas rápidamente y que no produce un color tan intenso que oscurezca los detalles celulares. Es especialmente útil para detectar la presencia de bacterias en muestras naturales, puesto que la mayor parte del material no celular no se tiñe.

La tinción negativa es el reverso del procedimiento de tinción usual: las células se dejan sin teñir, pero se colorea en cambio el medio que las rodea. Lo que se ve, por tanto, es el perfil de las células. La sustancia utilizada para la tinción negativa es un material opaco que no tiene afinidad por los constituyentes celulares y que simplemente rodea las células, tal como la tinta china (que es una suspensión de partículas de carbono coloidal) o la nigrosina (un colorante negro insoluble en agua). La tinción negativa es un modo satisfactorio de aumentar el contraste de las células en la microscopia óptica, pero su máxima utilidad está en revelar la presencia de cápsulas alrededor de las células bacterianas.

Los métodos de tinción se pueden agrupar en métodos simples, compuestos o diferenciales y selectivos.

Un tipo de coloración diferencial empleado en microbiología para la visualización de bacterias sobre todo en muestras clínicas es la tinción de Gram o coloración Gram. El análisis microscópico de este tipo de frotis teñido permite referirse a la morfología celular bacteriana presente y además poder realizar una primera aproximación a la diferenciación bacteriana al considerar Bacterias Grampositiva a las bacterias que se visualizan de color violeta y Bacteria Gramnegativa a las que se visualizan de color rosa.

En las paredes celulares de ciertos parásitos y bacterias (p.e. Cryptosporidium, M. tuberculosis respectivamente) hay la presencia de ácidos grasos (ácidos micólicos) que les confieren una propiedad tintorial diferente; la propiedad de resistir la decoloración con alcohol-ácido, después de la tinción con colorantes básicos. A este tipo de bacterias se les denomina Acido-Alcohol Resistentes y la metodología es la coloración clásica de Ziehl-Neelsen.

III. ESTRATEGIAS METODOLOGICAS.

Revisión de la unidad Temática

Socialización teórica por los Alumnos y Acompañamiento por parte del docente.

Película “Bacterias, virus y protistas”

Elaboración de Resumen de las unidades temáticas.

Conceptualizacion Normas de Bioseguridad

Realización de Laboratorio No.1

IV. LECTURA DE AVANZADA.

Publicación de cada unidad temática: Tema No.2: Morfología y Estructura fina de las bacterias. Tema No.3: División y Crecimiento de las bacterias. Tema No.4: Clasificación de las bacterias. Por Prof. Cristóbal Zambrano Parada.

V. EVALUACION.

Con el objeto de orientar y mejorar el proceso educativo, el participante tendrá la presentación de los siguientes elementos:

Revisión de la unidad Temática.

El grupo de participantes tendrá la lectura de avanzada como base de la revisión de la unidad temática

Documental.

Los Participantes deberán observar el documental que sera base para la comprensión de la unidad temática.

Todo sobre las Bacterias

Elaboración de Resumen.

El grupo de trabajo formado realizará un resumen de cada una de las unidades temáticas presentadas en la lectura de avanzada (Tema.No.2, Tema.No.3 y Tema. No.4) y se enviará al correo de la asignatura. La fecha límite para la recepción en el correo de la asignatura será de 6 días contados a partir de la presentación de la guía de trabajo.

Socialización de las unidades temáticas

Con el objeto de definir los conceptos básicos y teniendo como base la observación del video y la elaboración de los resúmenes, en el aula de clase se hará la socialización de las unidades temáticas.

Conceptualizacion Normas de Bioseguridad:

En el encuentro con los Participantes y previo a la ejecución del Laboratorio No.1, Los grupo de trabajo deberán presentar una revisión sobre el tema "BIOSEGURIDAD EN EL LABORATORIO DE MICROBIOLOGIA". Sin esta actividad el grupo de trabajo no podrá realizar la practica de laboratorio.

Para la elaboración de la revisión sobre normas de bioseguridad en el laboratorio de microbiologia se tomara como base los cibergraficos señalados en el apartado enlaces de interés de esta pagina. No se admite el ingreso de los participantes sin este producido.

Videos para el desarrollo del laboratorio de Microbiologia.

Como actividad previa al laboratorio; Los participantes deberán observar los videos que se presentan. Estos son el punto de partida para la realización de la practica.

Uso del microscopio óptico.

http://www.youtube.com/watch?v=0Tunrrm3OlM

Preparación en Fresco.

http://www.youtube.com/watch?v=-Sxj_Wq3c1Q

Las Tinciones o coloraciones:

https://www.youtube.com/watch?v=1Zu6HHcEXSA

La Coloración Simple

https://www.youtube.com/watch?v=faZlvE8PN9s

La Coloración de Gram.

http://www.youtube.com/watch?v=9y7uAhoWwFg

Laboratorio No.1 “Técnicas Microbiológicas Básica y Tinciones para revelar la estructura bacteriana”.

El grupo de trabajo o CIPA debera traer el material biológico descrito en la guía de laboratorio.

Por otra parte se recomienda que el grupo de trabajo se presente a la actividad de laboratorio con la guia de laboratorio ha ejecutar. Durante el desarrollo de la practica; los integrantes del grupo complementaran con los datos obtenidos y harán la entrega del informe final al terminar la practica de laboratorio. Anexar las preguntas Adicionales.

VI. BIBLIOGRAFIA.