¿Alimentos selectivos y diferenciales?
Apuesto a que todos conocemos a alguien alérgico al maní. De pie en una habitación llena de gente, sería imposible identificar a las personas con esta alergia simplemente mirándolas, suponiendo que nadie lleve un brazalete de alerta médica. Pero, ¿y si realmente quisiéramos saber quién es alérgico al maní y quién no? ¿Qué podíamos hacer?
Una opción, y no estoy sugiriendo que pruebes esto en casa, sería darles a todos en la habitación una galleta mezclada con maní. Muy rápidamente, las personas alérgicas en la habitación comenzarían a mostrar síntomas. Pueden comenzar a tener problemas para respirar, hincharse o comenzar a vomitar. En cualquier caso, sería muy fácil diferenciar la población mixta en grupos alérgicos y no alérgicos. Los cacahuetes servirían como alimento diferencial.
Llevemos esto un poco más lejos. Ahora que sabe quién es alérgico al maní, suponga que desea fomentar la supervivencia de las personas resistentes al maní mientras inhibe la supervivencia de las personas alérgicas al maní. Todo lo que tendría que hacer es proporcionar a estas personas solo alimentos a base de maní. Las personas que pudieran comer cacahuetes estarían bien. Las personas que no pudieran morir de hambre o morirían de una reacción alérgica. Acaba de seleccionar para las personas resistentes al maní. Aquí, los cacahuetes servirían como alimento selectivo.
Medios culturales
Estos experimentos pueden parecer un poco crueles y fuera de lugar en el mundo humano, pero ocurren en el mundo bacteriano a diario en laboratorios de microbiología, hospitales y aulas. Aprender a cultivar y manipular bacterias es una habilidad muy útil para un microbiólogo. Repasemos rápidamente algunos conceptos clave antes de llegar al meollo de esta lección. El cultivo de bacterias es el proceso de crecimiento de bacterias en un medio. Un cultivo puede contener solo una especie de bacteria, llamado cultivo puro, o puede contener muchas especies diferentes, llamado cultivo mixto.
Un medio es un líquido o gel diseñado para apoyar el crecimiento de un cultivo bacteriano. El medio debe contener todo lo que las bacterias necesitan para su crecimiento y supervivencia. Existen innumerables variaciones de medios dependiendo de la especie de bacteria que intente cultivar. Y, al igual que los cacahuetes de la introducción, incluso puede incluir ingredientes para diferenciar una especie de otra o seleccionar el crecimiento de un cierto tipo de bacterias mientras inhibe otras.
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Medios diferenciales
El primer tipo de medio que investigaremos son los medios diferenciales. Un medio diferencial contiene ingredientes o productos químicos específicos que nos ayudan a distinguir visualmente qué especies realizan o no un proceso bioquímico específico. Para aclarar esta definición, veamos un ejemplo de medio diferencial.
El agar sangre es un medio diferencial que distingue las especies bacterianas por su capacidad para descomponer los glóbulos rojos incluidos en el medio. El agar sangre se utiliza a menudo para distinguir entre las diferentes especies de bacterias Streptococcus patógenas. Los diferentes tipos de estreptococos tienen cada uno un patrón predecible de hemólisis , que es simplemente la descomposición de los glóbulos rojos. Los estreptococos alfa-hemolíticos , como los que causan neumonía, producen una banda estrecha de decoloración viscosa alrededor de la colonia durante la descomposición parcial de los glóbulos rojos.
Los estreptococos beta-hemolíticos , como los que causan infecciones potencialmente mortales en los recién nacidos, producen una zona completamente despejada alrededor de la colonia durante la descomposición completa de los glóbulos rojos. El enterococo gamma-hemolítico , que solía llamarse estreptococo del grupo D , no cambia la apariencia de los medios en absoluto, ya que no puede descomponer los glóbulos rojos. En estas imágenes, puede ver cómo el simple hecho de cultivar estas bacterias en agar sangre puede ayudar a determinar con qué tipo de estreptococo está tratando.
Medios selectivos
El siguiente tipo de medios son los medios selectivos. Un medio selectivo se compone de ingredientes específicos para inhibir el crecimiento de ciertas especies de microbios en un cultivo mixto mientras permite que otros crezcan. Nuevamente, para comprender completamente esta definición, veamos un ejemplo de un medio selectivo.
El agar MacConkey es un medio selectivo que contiene sales biliares y violeta cristal que inhibe el crecimiento de bacterias Gram-positivas mientras permite el crecimiento de bacterias Gram-negativas. El agar MacConkey se utiliza a menudo para investigar y cultivar bacterias fecales. Muchas bacterias que causan enfermedades que se encuentran en las heces humanas son gramnegativas, como la E. coli , una causa común de intoxicación alimentaria. Las especies grampositivas no pueden crecer en presencia de sales biliares y violeta cristal, lo que garantiza que más colonias sean los patógenos gramnegativos de interés.
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Medios selectivos y diferenciales
En este punto, debe tener una buena idea de por qué los microbiólogos usarían medios selectivos y diferenciales. Pero en el escenario de introducción, utilizamos el maní como agente diferencial y selectivo. Hoy en día, muchas recetas de medios se han desarrollado para ser tanto selectivas como diferenciales. Se han incluido ingredientes que inhiben el crecimiento de ciertas especies bacterianas al mismo tiempo que distinguen entre las diferentes especies que pueden crecer. La combinación elimina la necesidad de cultivar dos veces: una para seleccionar para un grupo específico y la segunda para diferenciar entre los miembros de ese grupo.
El agar MacConkey del que hablamos como ejemplo de medio selectivo también es un medio diferencial. Además de las sales biliares selectivas y el cristal violeta, el agar MacConkey contiene un indicador de pH y el azúcar lactosa. Algunas bacterias Gram-negativas pueden fermentar lactosa, produciendo un subproducto ácido. El indicador de pH hace que estas colonias parezcan rojas. Los fermentadores sin lactosa serán incoloros. Entonces, el agar MacConkey selecciona bacterias Gram-negativas y diferencia entre fermentadores de lactosa y no fermentadores.
Existen innumerables ejemplos de medios selectivos y diferenciales. Los dos presentados aquí son solo la punta del iceberg. Algunos eligen al incluir fuentes de energía o antibióticos muy específicos en los medios. Otros pueden diferenciarse mediante la producción de gas, la producción de desechos metabólicos o la presencia de ADN modificado genéticamente. Las posibilidades son infinitas.
Resumen de la lección
Revisemos. Para estudiar las bacterias, los microbiólogos necesitan cultivar las células en el laboratorio; esto se llama cultivo. A veces, una muestra bacteriana se mezcla, lo que significa que contiene múltiples especies de bacterias y, a veces, solo una o unas pocas especies son de interés. Para cultivar solo las bacterias deseadas, un científico puede cambiar los componentes del medio utilizado para hacer crecer las bacterias.
Un medio selectivo se compone de ingredientes específicos para inhibir el crecimiento de ciertas especies de microbios en un cultivo mixto mientras permite que otros crezcan. El agar MacConkey es un medio selectivo que contiene sales biliares y violeta cristal para inhibir el crecimiento de bacterias Gram-positivas mientras permite el crecimiento de especies Gram-negativas.
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Un medio diferencial contiene ingredientes o productos químicos específicos que permiten al observador distinguir visualmente qué especies poseen y qué especies carecen de un proceso bioquímico específico. El agar sangre es un medio diferencial que distingue las especies bacterianas por su capacidad para descomponer los glóbulos rojos.
La capacidad de descomponer las células provocará un cambio en el color del agar sangre. Algunos medios son tanto diferenciales como selectivos. La combinación de los dos a menudo puede eliminar la necesidad de realizar múltiples cultivos, lo que ahorra tiempo y dinero al microbiólogo. El agar MacConkey puede seleccionar bacterias Gram-negativas y diferenciar bacterias fermentadoras de lactosa y no fermentadoras.
Los resultados del aprendizaje
Cuando termine esta lección, debería poder:
- Definir qué son los medios diferenciales y selectivos
- Diferenciar entre agar MacConkey y agar sangre
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