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INTRODUCCIÓN

El cultivo es el proceso de proliferación de organismos tras proporcionarles un entorno con condiciones apropiadas. En general, se necesita cultivar parásitos, bacterias y virus para poder estudiarlos con detalle. La mayor experiencia en el cultivo de bacterias la posee el campo de la microbiología, por tanto, es el cultivo el enfoque de este capítulo.

Las bacterias se dividen por fisión binaria, es decir, su reproducción asexual ocurre cuando una célula se divide en dos, que a su vez dan lugar a cuatro, y así sucesivamente. Para este proceso de replicación se requiere la adquisición de los elementos de su composición química. Los nutrientes del medio ambiente proporcionan estos elementos en formas metabólicamente accesibles. Además, los organismos necesitan energía metabólica para sintetizar macromoléculas y mantener los gradientes químicos esenciales a través de sus membranas. Los factores que deben controlarse durante el crecimiento son los nutrientes, el pH, la temperatura, la aireación, la concentración de sales y la fuerza iónica del medio.

REQUISITOS PARA EL CRECIMIENTO

La mayor parte del peso seco de los microorganismos es materia orgánica que contiene elementos como carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Además, se requieren iones inorgánicos tales como potasio, sodio, hierro, magnesio, calcio y cloruro para facilitar la catálisis enzimática y mantener gradientes químicos a través de la membrana celular.

En su mayor parte, la materia orgánica consiste en macromoléculas formadas por la introducción de enlaces anhidro entre las estructuras. La síntesis de los enlaces anhídrido requiere energía química, que es proporcionada por los dos enlaces fosfodiéster del trifosfato de adenosina (ATP, adenosine triphosphate; véase capítulo 6). La energía adicional necesaria para mantener una composición citoplásmica relativamente constante durante el crecimiento, en un rango de ambientes químicos extracelulares, se deriva de la fuerza motriz protónica. La fuerza motriz protónica es la energía potencial que puede derivarse al pasar un protón a través de una membrana. En los eucariotas, la membrana puede ser parte de la mitocondria o el cloroplasto. En procariotas, la membrana es la membrana citoplásmica de la célula.

La fuerza motriz protónica es un gradiente electroquímico con dos componentes: una diferencia en el pH (concentración de iones hidrógeno) y una diferencia en la carga iónica. La carga en el exterior de la membrana bacteriana es más positiva que la carga en el interior; la diferencia en las cargas contribuye a la liberación de energía libre cuando un protón entra al citoplasma desde fuera de la membrana. Los procesos metabólicos que generan la fuerza motriz protónica se analizan en el capítulo 6. La energía libre se puede usar para mover la célula, mantener gradientes iónicos o moleculares a través de la membrana, sintetizar enlaces anhidro en ATP, o para una combinación de estos fines. De manera alternativa, las células que reciben una fuente de ATP pueden usar su energía de enlace anhídrido para ...

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