Elementos energéticos y constitutivos:
a) Macroelementos (g/l):
- Fuente de carbono: puede ser CO2 ó compuestos
carbonados orgánicos. Se utilizan en la construcción de innumerables
moléculas necesarias para la célula. Los hidratos de carbono se consideran
fuente de carbono y energía por
excelencia en los quimioorganotrofos. Los más comunes son:
-
hexosas
como glucosa, fructosa, galactosa;
-
pentosas
como arabinosa, xilosa, ramnosa;
-
disacáridos
como lactosa, sacarosa, maltosa;
-
trisacáridos
como rafinosa;
-
polisacáridos
como almidón, glucógeno;
-
alcoholes
como glicerol, sorbitol, manitol; y
-
glucósidos
como salicina, y esculina.
- Fuente de nitrógeno: muchos organismos son autotrofos
respecto de la fuente de nitrógeno y pueden crecer utilizando moléculas
sencillas como NO3-, NH3 ó N2.
El nitrógeno es metabolizado para proveer proteínas, ácidos nucleicos y
polímeros de pared. Otros microorganismos pueden incorporar nitrógeno en
forma de aminoácidos, bases púricas o pirimídicas.
** En ciertos medios de
cultivo para quimioorganotrofos, el aporte de nitrógeno es realizado por las peptonas, que son los productos de la
hidrólisis ácida o enzimática de proteínas de origen animal o vegetal (carne,
soja, caseína, gelatina, harina de maíz y girasol). Esos productos de
hidrólisis pueden tener longitud variable, desde aminoácidos, hasta dipéptidos,
tripéptidos, polipéptidos, albumosas, proteosas.
La hidrólisis ácida
puede ser realizada con HCl ó H2SO4 y presenta las
siguientes desventajas:
-
el
triptofano se destruye
-
se
pierde el 10% de vitaminas presentes
-
desaparecen
casi completamente los polipéptidos
Se prefiere la hidrólisis
enzimática que emplea diferentes proteasas actuando a pH específicos, ej.
papaína a pH 6.5, tripsina a pH 8.5, pepsina a pH 2.
Las peptonas son fuente de
nitrógeno y, en ausencia de hidratos de
carbono en el medio de cultivo complejo, cumplen la función de fuente de
carbono y energía. Aportan vitaminas del grupo B, trazas de metales y fosfatos
que dan carácter “buffer” al medio.
Las peptonas de origen
vegetal pueden aportar carbohidratos fermentables.
- Fuente de fósforo: se suelen agregar fosfatos de sodio o
potasio que también confieren poder buffer al medio de cultivo (pH cercano
a 7). Si se agrega yema de huevo al medio de cultivo, el aporte de P es
realizado por los glicerofosfolípidos de la yema. El fósforo se incorpora
a ácidos nucleicos, fosfolípidos, polímeros de membrana, ATP, y sustancias
de reserva (gránulos de volutina)
- Fuente de azufre: se adiciona como SO4=,
cisterna o metionina. En la célula se incorpora a aminoácidos y diferentes
coenzimas.
- Fuente de calcio, magnesio y potasio: potasio, calcio y magnesio se
adicionan como sales inorgánicas. Son cationes que estabilizan
macromoléculas aniónicas. K+ actúa como coenzima y
estabilizador de RNA. Mg2+ se integra a colorofila en
organismos fotosintéticos. Ca2+ abunda en esporas como
dipicolinato de calcio.
- Fuente de sodio: sodio contribuiría a equilibrar la
presión osmótica del medio extracelular. Es un catión requerido por
bacterias halofílicas. Se suele suministrar como NaCl.
b) Microelementos
o trazas (mg ó ug/ml): suelen estar naturalmente presentes como
contaminantes de los macroelementos.
* Frecuentemente esenciales:
Mn:
estimula el crecimiento, favorece la esporulación.
Fe:
cofactor de enzimas para la función respiratoria en citocromos, catalasa y
flavoproteínas. En adecuada concentración favorece la síntesis de toxina
diftérica.
Co:
interviene en la síntesis de vitamina B12.
Cu:
presente en oxidasa terminal de la cadena respiratoria.
- Esenciales en casos especiales: B, Al, Si, V, As, Se, Mo, Sn, Be, F,
etc.
- Inhibidores
del crecimiento: Au, Ag, Cd, Cr, Pb, y cualquier microelemento a concentración mayor que
10-
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