Crecimiento de bacterias en un laboratorio: Experimentos y condiciones

Compañeros de trabajo bacterianos

Los matemáticos tienen que trabajar con números. Todos los biólogos marinos se mojan. Cuando decides seguir una carrera como microbiólogo, eventualmente tendrás que trabajar con microorganismos. Pero realizar experimentos en seres vivos demasiado pequeños para verlos puede resultar difícil. No es tan fácil como hacer snorkel para observar peces de arrecife o poner ratones blancos en jaulas. Tienes que planificar y controlar todos los aspectos de la vida de tu nueva bacteria mascota. Al mismo tiempo, debe proteger diligentemente sus muestras para que no se contaminen con todas las bacterias rebeldes que están a su alrededor, cubriendo todas las superficies y colonizando su propio cuerpo. En esta lección, abordaremos algunos de los aspectos básicos del crecimiento de bacterias en un laboratorio.

Cultivando vocabulario

Una habilidad que todo microbiólogo debe dominar es cómo cultivar bacterias de manera adecuada sin dejar que todas esas bacterias ambientales contaminen su trabajo. Pero, primero saquemos algunas palabras del vocabulario. El cultivo de bacterias es un proceso de crecimiento de bacterias. A menudo, si está tratando de identificar un microbio que causa una enfermedad o investigando las poblaciones en una muestra ambiental, comienza con un cultivo mixto. Un cultivo mixto es un cultivo bacteriano formado por más de una especie de bacteria. Podrías tener desde dos hasta cientos de especies. Es su trabajo tomar esta cultura mixta y aislar la única especie de interés.

Cultivo mixto de bacterias

¿Observa arriba cuántas de las colonias se ven diferentes? Todas estas son especies diferentes. Lo que quieres es convertir esa cultura mixta en una cultura pura. Un cultivo puro es un cultivo bacteriano formado por una sola especie. Observe a continuación que todo el crecimiento se ve igual.

Cultivo puro de bacterias

Desea tener un cultivo puro para saber con certeza que cualquier observación que haga es el resultado de esa especie de interés y no de alguna otra especie contaminante desconocida. Hay muchas técnicas diferentes que puede utilizar para aislar una especie, pero la mayoría implican el crecimiento de las bacterias en el medio. Entonces, ¿qué son los medios?

Medios de crecimiento

Un medio (en plural medios ) es un líquido o gel diseñado para soportar el crecimiento de un cultivo bacteriano. El líquido o gel debe contener todo lo que las bacterias necesitarán para el crecimiento y la división celular. Omitir incluso un ingrediente, aparentemente insignificante, de su medio puede prevenir todo crecimiento. Esto puede ser un problema muy frustrante, especialmente si pasaste horas preparando minuciosamente tu cultura, solo para ver que no crecía absolutamente nada. Hoy en día, la mayoría de los laboratorios compran medios secos preparados comercialmente que contienen todos los nutrientes necesarios. ¡Todo lo que tienes que hacer es agregar agua esterilizada!

Además de los nutrientes y factores de crecimiento necesarios para la vida, existen muchos compuestos adicionales que puede agregar a sus medios. Para obtener más información, consulte la lección titulada “Medios diferenciales y selectivos en microbiología”.

Entonces, ¿quieres hacer algunos medios? Primero, debe verter su medio seco en un matraz y agregar agua esterilizada. Para algunos experimentos, puede cultivar sus cultivos en este matraz de líquido o usarlo para llenar varios tubos de cultivo más pequeños. Si su experimento requiere medios sólidos, todo lo que tiene que hacer es agregar agar al matraz. Agares un carbohidrato derivado de algas marinas que convierte el medio líquido en un gel. Mientras la mezcla de agar / medio esté caliente, permanece líquida. Una vez que se enfría, se endurece y se convierte en una superficie de crecimiento adecuada para las bacterias. El agar caliente se puede verter en placas o en tubos de cultivo. Las placas son uno de los métodos más comunes para el crecimiento de bacterias. En ocasiones, los tubos de cultivo sólido se utilizan para cultivos punzantes o inclinados. Las bacterias se pueden esparcir en la superficie de la inclinación o clavarse en el gel, según lo que necesite que logre su cultivo.

Condiciones de crecimiento

Entonces, tiene sus bacterias y las ha puesto en el medio de su elección, pero eso no es todo lo que necesita saber. Como usted, las bacterias requieren condiciones ambientales muy específicas para sobrevivir. No sobreviviría mucho tiempo en el congelador, sentado en el ácido del estómago o sin oxígeno ni comida, y tampoco lo harán sus bacterias. Hay varios parámetros ambientales clave que debe establecer para obtener la mejor tasa de crecimiento para sus bacterias.

La mayoría de las bacterias requieren condiciones muy moderadas. Todo lo que esté demasiado lejos en un extremo o en el otro será letal. Algunas de las condiciones más comunes que debe establecer incluyen temperatura, concentración de sal, pH, nutrientes y concentración de oxígeno. E. coli , una de las bacterias más comúnmente cultivadas, es un habitante normal de su tracto gastrointestinal. E. coli ha evolucionado durante miles de años para crecer mejor dentro de su cuerpo, por lo que tiene sentido que desee intentar replicar estas condiciones para que su E. coli crezca a la máxima velocidad y eficiencia.

Los parámetros como el pH, la concentración de sal y los nutrientes disponibles se establecen mejor ajustando el medio. Debe incluir los nutrientes adecuados, agregar solo la cantidad adecuada de sal y usar tampones para mantener el pH adecuado para sus bacterias. La temperatura y el oxígeno deben controlarse desde el exterior. Muchos cultivos bacterianos se colocan en incubadoras o baños de agua tibia que aseguran una temperatura constante. A algunas bacterias les gustan las temperaturas frías, mientras que a otras les gustan las temperaturas más cálidas.

La concentración de oxígeno suele ser un poco más complicada de controlar. Los medios sólidos en placas o inclinados podrán obtener suficiente oxígeno del aire para favorecer el crecimiento bacteriano. Si está cultivando bacterias en un líquido, las bacterias consumirán rápidamente todo el oxígeno y morirán. Los tubos de líquido deben agitarse durante el crecimiento para permitir que el oxígeno alcance todo el volumen, de arriba a abajo. Pero no todas las bacterias pueden sobrevivir en un ambiente rico en oxígeno. Estas bacterias deben sellarse en recipientes a los que se les ha eliminado el oxígeno.

Tenga en cuenta que es muy difícil modificar las condiciones de crecimiento bacteriano. Hay tantas especies bacterianas, medios y objetivos experimentales diferentes que realmente necesita investigar y personalizar las condiciones de crecimiento para sus necesidades. Y no se frustre si falla. A pesar de estar en todas partes y de aprovechar una gran variedad de condiciones, cuando realmente quieres cultivar bacterias, puede ser sorprendentemente difícil. Y, por supuesto, la contaminación está en todas partes. Recuerda ser siempre preciso, tómate tu tiempo y las cosas buenas crecerán eventualmente.

Resumen de la lección

Cada microbiólogo eventualmente tiene que cultivar bacterias en el laboratorio. El cultivo de bacterias es el proceso de crecimiento de bacterias. Los cultivos pueden ser mixtos, que contienen múltiples especies, o puros, compuestos por una sola especie.

Las bacterias deben cultivarse en un medio , que es un líquido o gel diseñado para favorecer el crecimiento de un cultivo bacteriano. Los medios deben contener todo lo que las bacterias necesitan para sobrevivir y pueden ser líquidos o sólidos. Se agrega agar a los medios líquidos calientes para hacer un gel que se usa para cultivar en placas, tubos, inclinaciones y punzadas.

El crecimiento bacteriano también requiere condiciones ambientales estrictamente controladas. Los parámetros como el pH, la temperatura, la concentración de oxígeno, la concentración de sal y los nutrientes disponibles deben adaptarse específicamente a las especies bacterianas que está cultivando.

Recuerde, depende de usted determinar exactamente qué tipo de cultivo y las condiciones ambientales ideales que necesitará. Cada especie de bacteria es única, y lo que funciona bien para una puede ser letal para muchas otras.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya completado esta lección, es posible que tenga la capacidad de:

• Comprender el proceso de cultivo bacteriano.
• Señalar las diferencias entre culturas puras y mixtas
• Comentario sobre el papel del agar y los medios en el cultivo bacteriano
• Especificar las condiciones ambientales que deben controlarse cuando se cultivan bacterias.