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¿Es posible que las bacterias revienten el recipiente?

¿Es posible que las bacterias revienten el recipiente?



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Esta es una especie de experimento mental, pero ¿existen condiciones bajo las cuales las bacterias podrían multiplicarse lo suficiente como para reventar el recipiente en el que se encuentran?

Pensamientos hasta ahora: las bacterias a menudo necesitan oxígeno para multiplicarse, pero creo que no siempre. Necesitan una fuente de alimento, pero tal vez, a pesar de que la masa ya está presente, es posible que aún tengan un volumen general mayor después.

Por el bien de esta pregunta, me gustaría ser bastante relajado con la palabra "contenedor", es decir, no necesariamente algo de vidrio sólido o incluso sólido para el caso, pero al menos cerrado. ¿Quizás podría tener bacterias en una burbuja y podrían reventar eso?

¡Gracias por darte el gusto!


Si. Las bacterias (y los hongos) pueden digerir el azúcar para producir gas CO2. Este último ocupa más espacio y puede reventar, por ejemplo, botellas herméticamente cerradas (p. Ej., Para un cocultivo de bacterias / levaduras: http://kombuchahome.com/how-to-prevent-your-kombucha-bottles-from-exploding /)


Trabajo práctico para aprender

Notas basadas en 'Microbiología práctica básica' © Sociedad de Microbiología General.

Las técnicas asépticas sustentan todo el trabajo en microbiología. Asegúrese de estar familiarizado con todas estas técnicas antes de embarcarse en los demás protocolos de microbiología de este sitio web.

En las escuelas solo deben usarse cultivos no patógenos, obtenidos de un proveedor educativo reconocido. Se deben utilizar equipos y medios estériles en la transferencia y cultivo de microorganismos. Debe observarse una técnica aséptica siempre que los microorganismos se transfieran de un recipiente a otro.

Es aconsejable tratar todos los cultivos como potencialmente patógenos, porque los cultivos pueden haber sido contaminados y porque pueden ocurrir mutaciones en formas que causan enfermedades. Las técnicas asépticas descritas aquí controlan las oportunidades de contaminación de cultivos por microorganismos del medio ambiente, o contaminación del medio ambiente por los microorganismos que se manipulan.

Hay algunas reglas generales a seguir para cualquier técnica aséptica.

  • Cierre las ventanas y puertas para reducir las corrientes de aire y evitar movimientos bruscos que puedan perturbar el aire.
  • Realice transferencias sobre una superficie desinfectada. Se recomienda la desinfección con etanol debido a su rápida acción. Si la superficie del banco es difícil de limpiar, cubra el banco con una hoja de material resistente que se desinfecte más fácilmente.
  • Inicie las operaciones solo cuando todos los aparatos y materiales estén al alcance inmediato.
  • Complete todas las operaciones lo más rápido posible, pero sin prisas.
  • Los buques deben estar abiertos durante el menor tiempo posible.
  • Mientras los recipientes están abiertos, todo el trabajo debe realizarse cerca de la llama de un mechero Bunsen donde las corrientes de aire se dirigen hacia arriba.
  • Al abrir un tubo de ensayo o una botella, el cuello debe calentarse inmediatamente mediante llamas (ver más abajo) con el recipiente lo más cerca posible de la horizontal y de modo que cualquier movimiento de aire sea hacia afuera del recipiente.
  • Durante las manipulaciones que involucran una placa de Petri, limite la exposición de las superficies internas estériles a la contaminación del aire.
  • Las partes de las pipetas estériles que se colocarán en cultivos o recipientes estériles no se deben tocar ni permitir que entren en contacto con otras superficies no estériles, como la ropa, la superficie del área de trabajo o el exterior de los frascos / tubos de ensayo. .
  • Todos los artículos que entren en contacto con microorganismos deben esterilizarse antes y después de cada exposición. Esto podría ser por parte del equipo técnico que se prepara y despeja después de una pieza de trabajo práctico (por ejemplo, en el caso de la cristalería que se va a utilizar), o por el trabajador durante el curso de la práctica (por ejemplo, en flamear un bucle de alambre).

Notas técnicas y de seguridad y salud

Para transferir cultivos de hongos que crecen produciendo un micelio de hifas, un alambre de inoculación con el extremo doblado en un pequeño gancho es mejor que un bucle. Utilice el gancho para perforar el agar en el borde del cultivo y recoger un pequeño trozo de agar más hifas. Transfiera esto a una placa de agar o pendiente e invierta la pieza de agar para hongos de modo que el hongo esté en contacto con el agar en el plato o tubo. Asegúrese de que el cultivo se adhiera firmemente al nuevo agar. Puede decidir no invertir las placas de agar inmediatamente en caso de que el cultivo transferido se caiga del agar.

Una pipeta con fugas es causada por una tetina defectuosa o mal ajustada, o por fibras del tapón de algodón entre la tetina y la pipeta.

Una pipeta de goteo (Pasteur) se puede convertir para administrar volúmenes medidos uniéndola con un tubo de goma a un cilindro de jeringa no estéril.

Tapones de lana de algodón

Los tapones de algodón son más fáciles de manejar para los estudiantes que los tapones de rosca; esto hace que las manipulaciones complejas sean más sencillas.

Si un enchufe se incendia accidentalmente, apague las llamas inmediatamente cubriéndolo con un paño seco, no soplándolo o sumergiéndolo en agua.

Procedimiento

Inoculación de placas de agar, pendientes y cultivos

a Realizar la transferencia de cultivos lo más rápido posible, con tubos y placas abiertos al aire durante el mínimo tiempo.

B La práctica normal es abrir las placas de agar lejos del cuerpo y sin quitar la tapa completamente de la base.

C En los casos en que la tapa de la placa de Petri se pueda quitar por períodos más largos de lo normal, trabaje muy cerca de la llama del mechero Bunsen para reducir las posibilidades de contaminación.

D Si experimenta una contaminación frecuente de las placas con esporas de hongos, reduzca aún más la posibilidad de corrientes de aire y considere la posibilidad de inocular las placas desde abajo con la superficie del agar hacia abajo. De esta manera, quizás haya menos posibilidades de que las esporas se depositen en la placa desde el aire.

Usando un lazo de alambre

a Si el bucle no retiene ningún líquido, el cable no ha formado un círculo completo. Limpie el asa calentándola hasta que esté al rojo vivo como se describe a continuación, déjela enfriar y luego modifíquela con unas pinzas antes de comenzar de nuevo. No utilice los dedos por la posibilidad de pincharse la piel.

B Sostenga el asa del lazo de alambre cerca de la parte superior, como sostendría un bolígrafo, en un ángulo que es casi vertical. Esto deja el dedo meñique libre para sujetar el tapón de rosca / tapón de algodón de la botella / tubo de ensayo. También asegura que cualquier cultivo líquido en el circuito se derrame en la llama.

C Esterilice un bucle de alambre calentándolo al rojo vivo en una llama de mechero Bunsen azul rugiente antes y después de su uso. Esto asegura que se destruyan las esporas bacterianas contaminantes.

D El procedimiento de flameado debe calentar la punta del bucle gradualmente. Esto se debe a que, después de su uso, contendrá cultivo, que puede chisporrotear al calentarse rápidamente y posiblemente liberar pequeñas partículas de cultivo, formando un aerosol.

I Coloque el extremo del mango del cable en el cono azul claro de la llama. Esta es la zona más fría de la llama.

ii Dibuja el resto del cable hacia arriba lentamente en la región más caliente de la llama, inmediatamente encima del cono azul.

iii Mantenga allí hasta que esté al rojo vivo.

iv Asegúrese de que toda la longitud del cable reciba un calentamiento adecuado.

v Deje enfriar durante unos segundos al aire, luego úselo inmediatamente.

vi No bajes el lazo ni lo muevas.

vii Vuelva a esterilizar el asa inmediatamente después de su uso.

Método 1 (más horizontal)

I Coloque el extremo del asa del bucle en la parte caliente de la llama, con el bucle fuera de la llama, y ​​deje tiempo para que el calor se conduzca a lo largo del cable hasta la punta del bucle, precalentando.

ii Pase el alambre de manera constante a través de la parte más caliente de la llama para que cada parte se ilumine al rojo vivo.

iii Por último, introduzca la punta en la llama y deje que brille al rojo vivo.

Método 2 (más vertical)

I Coloque la punta del bucle en la parte más fría de la llama del mechero Bunsen, el cono azul, con el resto del cable en la parte más caliente de la llama. Esto precalienta la punta del bucle y cualquier líquido que haya en él.

ii Sostenga hasta que el cable esté al rojo vivo.

Usando una pipeta

Las pipetas estériles graduadas o de gota (Pasteur) se utilizan para transferir cultivos, medios estériles y soluciones estériles.

a Retire la pipeta de su contenedor / envoltorio por el extremo que contiene un tapón de algodón, teniendo cuidado de tocar la menor cantidad de pipeta que necesite para sujetarla firmemente.

B Encajar la tetina. A veces es útil sumergir el pezón primero en líquido estéril para lubricarlo.

C Sostenga el cilindro de la pipeta como lo haría con un bolígrafo, pero no agarre la tetina. Esto deja su dedo meñique libre para sujetar la tapa / tapón de algodón de un biberón / tubo de ensayo y su pulgar libre para controlar la tetina.

D Presione la tetina con cuidado y tome una cantidad de líquido que sea adecuada para la cantidad requerida, pero que no alcance ni moje el tapón de algodón. Al apretar la tetina con la punta de la pipeta debajo de la superficie del líquido se introducen burbujas de aire que pueden provocar "escupir" y, en consecuencia, formación de aerosoles. Evite esto apretando la tetina antes de colocar la punta en el líquido. A continuación, libere suavemente la presión hasta que se extraiga la cantidad necesaria de líquido y extraiga la punta de la pipeta del líquido.

mi Devuelve el exceso con suavidad.

F Inmediatamente después de su uso, coloque la pipeta contaminada en un recipiente de descarte cercano con desinfectante.

gramo Retire la tetina solo una vez que la pipeta esté dentro del bote de desecho, de lo contrario, las gotas de cultivo contaminarán la superficie de trabajo.

Flameando el cuello de botellas y tubos de ensayo

Esto asegura que ningún microorganismo ingrese a la boca del recipiente para contaminar el cultivo o el medio. Pasar la boca de la botella a través de una llama produce una corriente de convección que se aleja de la abertura y ayuda a prevenir la contaminación. La parte caliente de la llama está por encima del "cono" azul brillante interior y el recipiente debe moverse a través de la llama, no mantenerse en su lugar.

a Afloje la tapa de la botella para que se pueda quitar fácilmente.

B Levante la botella / tubo de ensayo con la mano izquierda.

C Retire la tapa / tapón de algodón de la botella / tubo de ensayo con el dedo meñique curvado hacia la palma de su mano derecha. (Gire la botella, no la tapa).

D No deje la gorra / tapón de algodón.

mi Flame el cuello de la botella / tubo de ensayo pasando el cuello hacia adelante y hacia atrás a través de una llama de mechero Bunsen caliente.

F Después de realizar el procedimiento requerido, por ejemplo, retirar el cultivo, vuelva a colocar el tapón / tapón de algodón en la botella / tubo de ensayo con el dedo meñique. ¡Cuídate! La botella estará caliente. (Gire la botella, no la tapa).

gramo Si los tapones de algodón han perdido parcialmente su forma, se pueden guiar más fácilmente hacia el cuello del recipiente girando lentamente la boca del recipiente a medida que se empuja el tapón hacia abajo.

Desinfectar superficies

a Para los técnicos, se recomienda la desinfección con etanol debido a su rápida acción (alrededor de 5 minutos). Los técnicos tendrán más experiencia y podrán lidiar con los peligros de incendio asociados al trabajar con etanol.

B Para la desinfección por parte de los estudiantes, la solución Virkon al 1% es más segura y económica, pero la superficie debe dejarse húmeda durante 10 minutos.

Enlaces web

http://www.microbiologyonline.org.uk/teachers/resources
Sociedad de Microbiología General - fuente de Microbiología práctica básica, un excelente manual de técnicas de laboratorio y Microbiología Práctica para Escuelas Secundarias, una selección de prácticas probadas y comprobadas con microorganismos.

www.microbiologyonline.org.uk
MiSAC (Comité Asesor de Microbiología en las Escuelas) cuenta con el apoyo de la Sociedad de Microbiología General (ver más arriba) y sus sitios web incluyen más información de seguridad y un enlace para solicitar asesoramiento por correo electrónico.

(Sitios web consultados en octubre de 2011)

© 2019, Royal Society of Biology, 1 Naoroji Street, Londres WC1X 0GB Organización benéfica registrada n.o 277981, incorporada por Royal Charter


Antibióticos y pruebas de drogas

Los antibióticos son medicamentos que matan específicamente las bacterias. El descubrimiento de los antibióticos revolucionó la medicina y salvó millones de vidas. Necesita saber cómo comparar la efectividad de diferentes antibióticos y cómo el uso excesivo de antibióticos puede resultar en resistencia a los antibióticos.

Antibióticos

Antibióticos son sustancias que impiden el crecimiento de bacterias. Hay dos tipos de antibióticos: bactericida antibióticos que matan las células bacterianas y bacteriostático antibióticos que inhiben el crecimiento de bacterias. Trabajan por cualquiera dañando la pared celular o prevenir la síntesis de proteínas:

Los antibióticos pueden prevenir la formación de enlaces Entre los murein (peptidoglicano) moléculas que forman la pared celular. Esta debilita la pared celular y evita que las células bacterianas crezcan correctamente. Si el agua entra en la célula bacteriana por ósmosis, la pared celular debilitada no puede soportar el aumento de la presión hidrostática y puede Estallar (lisis), matando las bacterias.

Las moléculas de antibióticos se unen a las bacterias. ribosomas y evitar que lleven a cabo traducción. Esto evita la síntesis de enzimas (que son proteínas), que catalizan importantes reacciones metabólicas. Si estas reacciones metabólicas no tienen lugar, la célula bacteriana no puede crecer y reproducir adecuadamente.

Esto explica por qué los antibióticos no tienen ningún efecto sobre las células eucariotas (como las células humanas) desde que las células eucariotas no tiene una pared celular y ellos ribosomas zona diferente tamaño (lo que significa que los antibióticos no pueden unirse a ellos). Del mismo modo, los antibióticos ningún efecto sobre los virus porque no poseen pared celular ni ribosomas. Por eso no tendría sentido recetar antibióticos para una infección viral, como el sarampión o la gripe.

Preparación de extractos de plantas para pruebas antimicrobianas

Algunas plantas, como el ajo, la menta y la cúrcuma, contienen moléculas de antibióticos naturales y puede inhibir el crecimiento de microorganismos. Hay muchas otras plantas en el mundo que no se han probado y también pueden tener propiedades antimicrobianas; esta es una de las razones por las que mantener biodiversidad vegetal es tan importante. Estos compuestos pueden ser extraído y se utiliza para fabricar antibióticos.

Para probar las propiedades antimicrobianas de una planta, primero tendrá que preparar un extracto de planta utilizando el siguiente método:

Seco Sacar la planta dejándola al sol hasta que el agua se haya evaporado y luego triturar usando un mortero y un mortero.

Remoje el tejido vegetal molido en etanol - esto extraerá las sustancias antimicrobianas que son solubles en etanol.

Filtrar la solución para eliminar los trozos de tejido vegetal. Conserve la solución que contiene el extracto vegetal disuelto.

Prueba de antibióticos

los eficiencia de diferentes antibióticos (o extractos de plantas que contienen sustancias antimicrobianas) se pueden probar empapando trozos de papel de filtro en las soluciones de antibióticos y colocándolo en un placa de Petri conteniendo bacterias. Cuanto más fuerte es el antibiótico, más bacterias mueren. Las regiones de la placa de Petri donde se han eliminado las bacterias aparecerán como zona despejada - el tamaño de la zona clara es proporcional a la concentración del antibiótico. El experimento se lleva a cabo siguiendo los pasos a continuación:

  1. Prepara un caldo nutritivo que contienen bacterias y agregue el mismo volumen del caldo a una serie de placas de Petri.
  2. Usando un esparcidor de plástico esterilizado, esparza el caldo bacteriano uniformemente por la placa de Petri. Recuerde mantener la tapa en la placa de Petri siempre que sea posible.
  3. Utilizando pinzas esterilizadas, coloque un disco de papel de filtro en cada solución de antibiótico y luego colóquelos separados en la placa de Petri. Es importante mantener todo variables de control (tiempo de remojo y tamaño del disco) lo mismo para cada antibiótico.
  4. Incube las placas de Petri a 25 o C por 24 - 48 horas. Es importante que la temperatura no sea más alta (alrededor de 37 o C) ya que esto plantearía el riesgo de que crezcan patógenos humanos.
  5. Medir la zona o la diámetro de cada zona despejada.
  6. Repetir el experimento al menos tres veces y calcular el área media de la zona clara para cada antibiótico.

Técnicas asépticas

Al realizar experimentos con bacterias, es importante llevar a cabo técnicas asépticas (estériles). Esto se debe a que las bacterias están en todas partes, en todas sus manos, en su respiración y cubriendo la superficie del laboratorio, y no desea que la contaminación cruzada interfiera con sus resultados. Las técnicas asépticas incluyen las siguientes:

Uso de equipo esterilizado - esto se puede hacer usando una máquina llamada autoclave que parece un lavavajillas pero usa vapor y alta presión para esterilizar el equipo.

Desinfectar la mesa de laboratorio y las superficies de trabajo.

Vestir guantes.

Coloque un Mechero bunsen cerca de su espacio de trabajo al transferir bacterias de un recipiente a otro. El calor de la llama aleja los microorganismos del aire del espacio de trabajo porque el aire caliente se eleva.

Cerrar ventanas y puertas para evitar que las corrientes de aire soplen microbios hacia usted.

Infecciones adquiridas en el hospital (HAI)

Las HAI son infecciones que se transmiten en el hospital. Se propagan como resultado de malas prácticas de higiene y se puede propagar fácilmente en los hospitales porque los pacientes tienen sistemas inmunológicos debilitados. La propagación de las HAI se puede prevenir mediante buenas practicas de higiene, como lavarse las manos y esterilizar equipos quirúrgicos. Infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos como el MRSA son formas particularmente peligrosas de HAI porque no pueden tratarse con antibióticos. Los hospitales implementan medidas para prevenir el desarrollo de resistencia a los antibióticos, que incluyen:

los uso rotado de diferentes antibióticos

Tomando el curso completo de antibióticos

Evitando el uso excesivo de antibióticos (por ejemplo, para infecciones menores o para enfermedades virales).

Pruebas de drogas históricas

Nuestro hombre William Withering con sus dedaleras. Experimentó con sus pacientes para encontrar una dosis que curara sus dolencias sin matarlos. Crédito: Universidad de Birmingham.

En el siglo XVIII no existían los ensayos clínicos y los placebos: los médicos tenían el poder de dar a sus pacientes cualquier "cura" que pensaran que podría funcionar y esperaban lo mejor. El ejemplo clásico es el de William Withering, un médico que en 1785 escuchó que uno de sus pacientes que tenía los tejidos inflamados se recuperó después de beber un remedio a base de hierbas. Descubrió que el remedio contenía extracto de dedalera (Digitalis) - el problema era que demasiado poco digitalis sería un ineficaz tratamiento mientras demasiado sería fatal ya que las dedaleras son venenosas. Sin dejar que eso le preocupara demasiado, preparó un sopa de digitalis concentración que esperaba que funcionara y se la dio a sus pacientes. Él varió la concentración le dio a cada paciente y usó un método tosco de prueba y error para averiguar cuál era la concentración óptima.

Pruebas de drogas modernas

Hoy en día, las pruebas de drogas son mucho más riguroso y (normalmente) mas seguro que la sopa mortal de Withering. Antes de que un medicamento esté disponible para el público, primero debe probado para toxicidad en animales antes de someterse tres fases de prueba.

Fase 1 - el fármaco se prueba en un pequeño grupo de voluntarios sanos. Esto es para comprobar efectos secundarios y para establecer un dosis segura.

Fase 2 - el fármaco se administra a un grupo más grande de personas que tienen la enfermedad que la droga está diseñada para apuntar. El propósito de esta fase es comprobar si el la droga realmente funciona para reducir los síntomas. Los ensayos de fase 2 generalmente involucrarán placebo - se trata de una sustancia inactiva que se parece al fármaco y se utiliza para descartar cualquier beneficio psicológico que los pacientes puedan tener al creer que están recibiendo tratamiento. Los ensayos de fase 2 a menudo estudios doble ciego, que es cuando ni los pacientes ni los médicos saben quién está recibiendo el tratamiento y quién está recibiendo el placebo, ya que las expectativas del médico pueden influir en los resultados y sesgar los datos.

Fase 3 - el medicamento se administra a cientos o miles de pacientes con el fin de comparar la droga para tratamientos existentes. Los pacientes se dividen aleatoriamente en dos grupos, donde un grupo recibe el nuevo fármaco y el otro recibe el mejor tratamiento disponible actualmente. Los ensayos de fase 3 también pueden involucrar diseño de doble ciego donde ni los pacientes ni los médicos saben qué pacientes están recibiendo el nuevo tratamiento.

Hay casos en los que es poco ético usar un placebo en un ensayo clínico. Por ejemplo, si estuviera realizando un ensayo de fase 2 de un medicamento contra el cáncer, no sería ético darles a los pacientes con cáncer una sustancia inerte. En estos casos, los tratamientos contra el cáncer existentes se administrarán al grupo de control.


¿Es posible que las bacterias revienten el recipiente? - biología

Entregue todas las muestras lo antes posible al Laboratorio de Microbiología Clínica 6004 BT. Los dispositivos de recolección están disponibles en las tiendas del hospital.

  1. Use precauciones universales para recolectar y manipular todas las muestras.

  2. Siempre que sea posible, recolecte todas las muestras de cultivo antes de la administración de cualquier agente antimicrobiano.

  3. Evite la contaminación con flora autóctona.

  4. Los hisopos son convenientes pero inferiores a los tejidos y los fluidos. El tejido y el líquido son esenciales para el cultivo de hongos y micobacterias.

  5. Todas las muestras deben estar debidamente etiquetadas con dos identificadores de paciente. Los identificadores utilizados en los hospitales y clínicas de la Universidad de Iowa (hospitales y clínicas de UI) incluyen el nombre del paciente, la fecha de nacimiento y / o el número de hospital. La solicitud incluirá el nombre del paciente, número de hospital, servicio hospitalario, fecha y hora de recolección, tipo de muestra y pruebas solicitadas. Una solicitud debe acompañar a cada tipo de muestra diferente.

  6. Entregue todas las muestras al laboratorio lo antes posible después de la recolección. Las muestras para cultivo bacteriano deben transportarse a temperatura ambiente. Si el transporte se retrasa, las siguientes muestras deben refrigerarse: orina (dentro de los 30 min), heces (dentro de 1 h), muestras respiratorias. Las muestras para cultivo viral deben transportarse al laboratorio inmediatamente en hielo. Consulte el tipo específico de cultivo y muestra para conocer las pautas detalladas de recolección y transporte.

  7. Las muestras pueden entregarse en mano al laboratorio o transportarse a través de los corredores de los Servicios Técnicos si las muestras no están indicadas como entregadas de inmediato. Las muestras pueden transportarse a través del sistema de tubos neumáticos si lo aprueba Pneumatic Tube Administration. Esto incluye frascos de hemocultivo (si se colocan en un soporte de plástico), tubos Vacutainer & # 174 e hisopos.

  8. Las muestras deben estar en recipientes herméticamente cerrados a prueba de fugas y transportadas en bolsas de plástico sellables a prueba de fugas. Las muestras para TB deben empaquetarse en dos bolsas. Las muestras no deben contaminarse externamente. Las muestras muy contaminadas o comprometidas pueden ser rechazadas.

  9. Si se solicita un cultivo anaeróbico, asegúrese de utilizar recipientes de recolección anaeróbicos adecuados (fluido: 59546, tejido: 59547 o ESwab, 74541).

  10. Otras preguntas pueden ser remitidas al laboratorio de Microbiología (356-2591) o al residente de patología (pager 4903 días laborables pager 3404 tardes y fines de semana).

  1. Absceso & # 150 Los tejidos o aspirados son siempre superiores a las muestras de hisopo. Elimine el exudado de la superficie limpiando con solución salina estéril o alcohol al 70%. Aspirar con aguja y jeringa. Limpiar el tapón de goma del vial de transporte anaeróbico (59546) con alcohol, dejar secar 1 minuto antes de inocular, empujar la aguja a través del tabique e inyectar todo el material del absceso en la parte superior del agar. Si se debe usar un hisopo, páselo profundamente en la base de la lesión para tomar una muestra firme del borde fresco. Tiempo de transporte & lt 2 horas.

  2. Cultivos anaeróbicos - Se prefieren los aspirados en lugar de los hisopos. Las colecciones de líquido deben aspirarse a través de tejido o piel desinfectados. Para las úlceras superficiales, recolecte el material de debajo de la superficie (después del desbridamiento de la superficie o use una aguja y una jeringa). Envíe las muestras utilizando medios de transporte anaeróbicos:
      (muestra de fluido, 59546): Limpiar el tapón de goma con alcohol, dejar secar 1 minuto antes de la inoculación, empujar la aguja a través del tabique e inyectar la muestra en la parte superior del agar.
  3. Frasco anaeróbico (muestra de tejido, 59547). Coloque la muestra encima del agar. Mantenga el frasco en posición vertical para mantener la atmósfera en el frasco.
  4. Se puede usar un recipiente estéril (37777) para el tejido si se transporta al laboratorio de microbiología de inmediato (agregue gotas de solución salina estéril para mantener húmedos los pequeños trozos de tejido). (ESwab) (74541): las muestras de hisopo no son óptimas, pero se aceptarán si no se puede obtener ninguna otra muestra.
  5. Entregue todas las muestras al laboratorio inmediatamente después de la recolección.
  6. La flora anaeróbica prevalece en las superficies mucosas de la cavidad bucal, las vías respiratorias superiores, el tracto gastrointestinal y los tractos genitales. Las muestras recolectadas en estos sitios no deben cultivarse normalmente para detectar bacterias anaeróbicas. La siguiente es una lista de muestras que probablemente estén contaminadas con flora anaeróbica normal y NO se aceptan de forma rutinaria para cultivo anaeróbico.
    1. Hisopos nasofaríngeos o de garganta
    2. Hisopos gingivales u otras superficies intraorales
    3. Esputo expectorado
    4. Esputo obtenido por succión nasotraqueal o endotraqueal
    5. Lavados bronquiales
    6. Orina anulada o cateterizada
    7. Hisopos vaginales o cervicales
    8. Contenido del intestino delgado y gástrico (excepto para el síndrome de "asa ciega" o sobrecrecimiento bacteriano)
    9. Heces (excepto por agentes etiológicos específicos como C. difficile y C. botulinum)
    10. Hisopos rectales: hisopos de superficie de úlceras y heridas (recoja el material de debajo de la superficie)
    11. Material adyacente a una membrana mucosa que no se ha descontaminado adecuadamente

    1. Adulto & # 150 Limpiar la piel con el aplicador Frepp & reg de 1,5 ml ChloraPrep & reg en un solo paso (907672):
      1. Sosteniendo la esponja aplicadora hacia abajo, pellizque las alas del aplicador para romper la ampolla y liberar el antiséptico.
      2. Use un movimiento de lado a lado para frotar el sitio con la almohadilla de fricción durante 30 segundos completos, deje que el sitio se seque por completo (al menos 30 segundos) antes de la punción venosa. No toque el sitio después de la preparación.
      3. Retire los tapones de las botellas (1 aeróbico 924171 y 1 anaeróbico 924172) y limpie cada tapón de goma con hisopos separados con alcohol al 70%. Deje que el tabique se seque durante 1 minuto antes de inocular.
      4. Extraiga 20 ml de sangre e inocule cada botella con 10 ml de sangre. No ventile ni sobrellene las botellas. Agregar volúmenes bajos (10 ml) puede afectar adversamente la recuperación de organismos. Tiempo de transporte 99% de BSI). Tres conjuntos de hemocultivos recolectados en un período de 24 horas detectarán entre el 96,9 y el 98,3% de las BSI. Un único conjunto de hemocultivos para detectar BSI en adultos es inadecuado (solo 73% de sensibilidad). Dos conjuntos de hemocultivos permitirán la detección del 87,7-89,7% de los episodios de BSI. (J Clin Microbiol 2007 45: 3546).
      5. Si el paciente es alérgico a la clorhexidina, prepare el sitio con una torunda de povidona yodada (907172) aplicada en círculos concéntricos (comience en el centro). Deje secar al menos 1 minuto antes de la punción venosa. Si el paciente es alérgico al yodo, limpie el sitio con alcohol al 70% durante 60 segundos.
      1. Utilice FecalSwabs [Stores # 105117]. 1) Obtenga una muestra de materia fecal en una bandeja o recipiente limpio. Las muestras de heces no deben contener orina ni agua. 2) Sosteniendo el eje de FecalSwab por encima de la marca roja del punto de rotura, inserte toda la punta del FecalSwab en la muestra de heces y gírelo. No utilice FecalSwab como cuchara, cubra el hisopo con una capa visible. 3) Si las heces visibles no cubren la punta FecalSwab, vuelva a insertar hasta que el hisopo esté cubierto. 4) Usando un hisopo y apuntando el tubo, aplaste y mezcle la muestra de heces contra el costado del tubo para suspender la muestra. 5) Invierta el tubo varias veces para homogeneizar la muestra y exponga la muestra al líquido conservante Cary Blair.
      2. El panel gastrointestinal FilmArray es una prueba de PCR multiplex capaz de detectar cualitativamente ADN o ARN de 22 patógenos (bacterias, parásitos y virus). Requiere un FecalSwab. El panel se utiliza para diagnosticar infecciones causadas por Campylobacter especies, Plesiomonas shigelloides, Salmonela especies, Vibrio especies, V. cholerae, Yersinia especie, enteroagregativa E. coli, enteropatógeno E. coli, enterotoxigénico E. coli, Produce toxina Shiga E. coli, E. coli O157, Shigella/ Enteroinvasivo E. coli, Cryptosporidium especies, Cyclospora cayetanensis, Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Adenovirus F 40/41, Astrovirus, Norovirus, Rotavirus y Sapovirus.
      3. Taburetes para C. difficile detección de toxinas debe transportarse al laboratorio inmediatamente o refrigerarse si el transporte se retrasa. Esta prueba requiere heces crudas, no un FecalSwab.
      4. Culturas de vigilancia puede solicitarse en pacientes con trasplante de médula ósea y otros pacientes inmunodeprimidos para detectar el crecimiento excesivo de la flora normal mediante Staph aureus, levadura o un bacilo gramnegativo.
      5. Prueba de curado de heces fecales (Salmonella, Shigella, EHEC) es solo para los organismos enumerados. En el caso de organismos distintos a estos, póngase en contacto con el laboratorio de microbiología para su aprobación.
      6. Cultura Aeromonas - Debe recopilarse en FecalSwabs (Tiendas # 105117). Esta prueba se puede agregar al panel entérico FilmArray.

      Los recipientes de orina C&S con tapa gris son solo para cultivo y no son aceptables para análisis de orina y química de orina porque el conservante interfiere con las pruebas.

      1. Método de captura limpia midstream: Se debe indicar a los pacientes que se laven las manos antes de la recolección y se les deben ofrecer guantes de examen.
        1. Mujer Se debe indicar a los pacientes que se sienten en el inodoro con las piernas abiertas y que abran el recipiente estéril sin tocar el interior del frasco o la tapa. Extienda los labios con una mano. Primero vacíe en el inodoro y luego, continuando con el vacío, sostenga el recipiente de la muestra en & quot; corriente media & quot para recolectar la muestra. Tocando solo el exterior de la tapa, coloque la tapa en la taza. Vuelva a colocar la tapa con cuidado. Manipule la muestra estéril.
        2. Masculino Se debe indicar a los pacientes que se laven las manos, que abran con cuidado el recipiente estéril sin tocar el interior del frasco o la tapa y que retraigan el prepucio si no están circuncidados. Primero vacíe en el inodoro y luego, continuando con el vacío, sostenga el recipiente de la muestra en & quot; corriente media & quot para recolectar la muestra. Vuelva a colocar la tapa con cuidado. Manipule la muestra estéril.
        1. Entregue todas las muestras al laboratorio lo antes posible después de la recolección.
          1. Sangre: Limpie la piel con el aplicador Frepp & reg de 1,5 ml ChloraPrep & reg en un solo paso (907672). Recolecte de 8 a 10 ml de sangre para adultos (1,5 ml para niños) e inocúlelos en un tubo aislante (adulto = 922848 pediátrico = 923003). Recoger además de los frascos de hemocultivo bacteriano. Los tubos aislantes son para mohos, Histoplasma, Blastomyces y Malassezia spp. para la infección del torrente sanguíneo por Candida spp., inocular en su lugar frascos de hemocultivo aeróbico.
          2. Piel: Con una hoja de bisturí, raspe la periferia del borde de la lesión y transpórtela en un recipiente estéril.
          3. Consulte Cultivo bacteriano para obtener información sobre la recolección y transporte de todos los demás tipos de muestras.
          1. Entregue todas las muestras al laboratorio lo antes posible después de la recolección. Las muestras de micobacterias deben empaquetarse en dos bolsas y enviarse selladas en recipientes a prueba de fugas.
            1. Sangre: Medios e instrucciones disponibles a pedido en el Laboratorio de Microbiología. Prueba disponible solo para poblaciones limitadas de pacientes.
            2. Esputo: Recoja una muestra a primera hora de la mañana durante tres días consecutivos. Recoger 5-15 mL en un recipiente estéril.
            3. Consulte Cultivo bacteriano para obtener información sobre la recolección y transporte de todos los demás tipos de muestras.
            4. Los hisopos no son óptimos para la recuperación de micobacterias debido al material limitado y la hidrofobicidad de la envoltura celular micobacteriana (a menudo compromete la transferencia de los hisopos al medio). Los hisopos secos son inaceptables. El laboratorio solo acepta el hisopo de elución Copan Liquid Amies (ESwab) para el cultivo de AFB cuando el médico que realiza el pedido confirma que el hisopo es la única forma posible de obtener la muestra.

            Recolecte muestras para la prueba de PCR al inicio de la enfermedad, cuando la diseminación viral es máxima. Coloque hisopos en medio de transporte viral (33595, 33625). Recolecte el lavado broncoalveolar y las muestras de lugares normalmente estériles en un recipiente estéril a prueba de fugas (37777). Transporte la muestra al laboratorio de Microbiología (6004 BT) inmediatamente.

            PCR de virus respiratorio: Este panel cubre estos analitos: Influenza A (incluye H1N1 / 2009), Influenza B, Parainfluenza 1, 2, 3 y 4, Virus sincitial respiratorio A yb, Adenovirus, Metapneumovirus humano, Rinovirus / enterovirus humano (no distinguido), Coronavirus, Chlamydia pneumoniae y Mycoplasma pneumoniae.

            Hisopo nasofaríngeo: Recolecte la muestra con el hisopo flexible de minipuntas flexibles (Tiendas del hospital # 33595). Mida la distancia desde la fosa nasal del paciente hasta la nasofaringe (la mitad de la distancia desde la fosa nasal hasta la base de la oreja) y sostenga el hisopo en ese lugar. No avance el hisopo más allá de ese punto. Inserte suavemente el hisopo a lo largo de la base de una fosa nasal (hacia atrás, no hacia arriba) y continúe a lo largo del piso del conducto nasal hasta llegar a la nasofaringe. Gire el hisopo 2-3 veces y manténgalo en su lugar durante 5 segundos. Coloque el hisopo en un tubo que contenga medio de transporte viral. Rompa el exceso de hisopo en la marca de la ranura para permitir tapar el tubo.

            PCR de micoplasma: Recoja el hisopo de garganta en ESwab (74541).

            1. Virus BK: Recoger en un tubo superior rosa de 6 ml (EDTA). Para la orina, recolecte en un recipiente estéril. Los tubos de cultivo de orina con tapa gris son inaceptables para la prueba. Entregar al laboratorio inmediatamente.
            2. PCR para VHS 1,2 o VZV: envíe el LCR en un recipiente estéril. Envíe el líquido de la vesícula, el hisopo de superficie o BAL (los aspirados de esputo y tráquea son inaceptables) en medio UTM. Transporte al laboratorio inmediatamente.
            3. PCR de enterovirus: envíe el LCR en un recipiente estéril. Mantener en hielo y entregar al laboratorio inmediatamente.
            4. EBV PCR: Recoja un tubo superior rosa de 5 ml (EDTA). Para el LCR, recolecte un mínimo de 1.0 mL en un recipiente estéril. Entregar al laboratorio inmediatamente después de la recolección. La PCR del VEB es útil solo para el diagnóstico y la monitorización del trastorno linfoproliferativo postrasplante y trastornos similares y no es apropiada para el diagnóstico de mononucleosis o meningitis / encefalitis en pacientes inmunocompetentes.
            5. PCR cuantitativa de CMV: Recoja un tubo superior rosa (EDTA) de 5 ml. Para el LCR, recolecte un mínimo de 0.5 mL en un recipiente estéril. Entregar al laboratorio inmediatamente.
            6. PCR cualitativa de CMV: Envíe un mínimo de 2,0 ml de BAL o 1,0 ml de líquido amniótico en un recipiente estéril. Transporte al laboratorio inmediatamente.
            7. Carga viral del VIH por PCR, ARN del virus de la hepatitis C por PCR y ADN del virus de la hepatitis B por PCR: Para cada prueba, recolecte al menos 6 mL enteros en negrita en un tubo superior rosa (EDTA). Entregar inmediatamente al laboratorio. Cada prueba requiere un tubo de recolección dedicado y no se puede agregar a un tubo Vacutainer & # 174 abierto previamente. Todos los tubos de recolección deben procesarse dentro de las 6 horas posteriores a la recolección.
            8. Detección de Neisseria gonorrhoeae y Chlamydia trachomatis por PCR: Se recomienda la prueba de ADN amplificado (PCR) para muestras de orina, endocervical, oral o faríngea y rectal. Se recomienda el cultivo en caso de sospecha de fracaso del tratamiento.
              1. Hisopo rectal endocervical, oral o faríngeo: Use solo el hisopo más pequeño que se proporciona en el kit de recolección de hisopos (tiendas del hospital No. 143672). El hisopo más grande del kit solo debe usarse para limpiar el exceso de mucosidad del cuello uterino. No utilice este hisopo más grande para recolectar una muestra cervical. Se rechazarán los tubos recibidos con el hisopo más grande.
              2. Orina: El paciente no debe haber orinado durante al menos una hora antes de la recolección de la muestra. La orina se puede recolectar en una taza de recolección típica (no incluida en el kit). Utilice la pipeta de transferencia de plástico que se proporciona en el kit de recolección de orina (almacenes hospitalarios n. ° 143671) transfiera la orina del recipiente de recolección al tubo de transporte hasta que el nivel de líquido en el tubo alcance las líneas punteadas negras de la etiqueta del tubo de transporte o una nueva muestra. debe recogerse. No llene demasiado.

              Después de la recolección, las muestras de orina pueden almacenarse y transportarse entre 2 ° C y 30 ° C durante un máximo de 8 días. Si se necesita un almacenamiento más prolongado, las muestras en los kits de recolección Xpert se pueden almacenar entre 2 ° C y 30 ° C hasta por 45 días.

              Consulte los prospectos del producto Xpert Specimen Collection para obtener instrucciones detalladas sobre la recolección de muestras:


              Términos y conceptos

              • Culturas vivas
              • Bacterias
              • Microorganismos
              • Microscópico
              • Células
              • Especies
              • Platos de agar
              • Colonias de bacterias
              • Cámara anaeróbica
              • Anaeróbico
              • Esterilizar

              Preguntas

              • ¿Cómo puede saber si hay bacterias viviendo en algún lugar?
              • ¿Qué es una colonia de bacterias?
              • ¿Por qué deberían cultivarse las bacterias del yogur en condiciones anaeróbicas?
              • ¿Cuáles son algunas especies de bacterias que ha visto enumeradas en los envases de yogur?

              Forma y disposición bacteriana:

              Las bacterias se describen mediante tres criterios básicos: tamaño, forma y disposición. Las unidades utilizadas para medir organismos vistos bajo un microscopio son micrómetros (& mum). Un micrómetro es una millonésima parte de un metro. La mayoría de los microbios miden alrededor de 1 año y medio. Los virus son típicamente 1/10 de ese tamaño. Las células animales suelen tener un tamaño de alrededor de 10 y mum. Las tres formas más comunes son la varilla (bacilo), la esfera (coccus) y el tipo espiral (vibrio).

              La disposición es la forma en que los grupos de bacterias aparecen juntos. Algunos tipos de arreglos comunes son emparejados (diplo), racimos parecidos a uvas (estafilo) o cadenas (estrepto).


              Contenido

              Resumen de tipos hipotéticos de bioquímica
              Escribe Base Sinopsis Observaciones
              Biomoléculas de quiralidad alternativa Bioquímica alternativa Bioquímica de la imagen especular Quizás la bioquímica alternativa menos inusual sería una con diferente quiralidad de sus biomoléculas. En la vida conocida basada en la Tierra, los aminoácidos son casi universalmente de la forma L y los azúcares son de la forma D. Las moléculas que usan D aminoácidos o L azúcares son posibles, aunque serían incompatibles con los organismos que usan las moléculas de quiralidad opuestas.
              Bioquímica del amoniaco Disolventes distintos del agua Vida a base de amoniaco El amoníaco es relativamente abundante en el universo y tiene similitudes químicas con el agua. El posible papel del amoníaco líquido como disolvente alternativo para la vida es una idea que se remonta al menos a 1954, cuando J. B. S. Haldane planteó el tema en un simposio sobre el origen de la vida.
              Bioquímica del arsénico Bioquímica alternativa Vida a base de arsénico El arsénico, que es químicamente similar al fósforo, aunque es venenoso para la mayoría de las formas de vida en la Tierra, se incorpora a la bioquímica de algunos organismos.
              Bioquímica de borane (química de organoboro) Bioquímica alternativa Vida basada en boranos Los boranos son peligrosamente explosivos en la atmósfera terrestre, pero serían más estables en un entorno reductor. El boro, sin embargo, es extremadamente raro en el universo en comparación con sus vecinos carbono, nitrógeno y oxígeno. Por otro lado, las estructuras que contienen átomos alternos de boro y nitrógeno comparten algunas propiedades con los hidrocarburos.
              Bioquímica basada en polvo y plasma Vida no planetaria Vida de matriz exótica En 2007, Vadim N. Tsytovich y sus colegas propusieron que las partículas de polvo suspendidas en un plasma podrían exhibir comportamientos realistas en las condiciones que podrían existir en el espacio.
              Extremófilos Entorno alternativo Vida en entornos variables Bioquímicamente sería posible sustentar la vida en entornos que solo son consistentes periódicamente con la vida tal como la conocemos.
              Bioquímica de heteropoliácidos Bioquímica alternativa Vida basada en heteropoliácidos Varios metales pueden formar estructuras complejas con oxígeno, como los heteropoliácidos.
              Bioquímica del fluoruro de hidrógeno Disolventes distintos del agua Vida a base de fluoruro de hidrógeno El fluoruro de hidrógeno ha sido considerado como un posible solvente para la vida por científicos como Peter Sneath.
              Bioquímica del sulfuro de hidrógeno Disolventes distintos del agua Vida a base de sulfuro de hidrógeno El sulfuro de hidrógeno es un análogo químico del agua, pero es menos polar y un disolvente inorgánico más débil.
              Bioquímica del metano (azotosoma) Disolventes distintos del agua Vida a base de metano Metano (CH4) es relativamente abundante en el sistema solar y el universo, y se sabe que existe en forma líquida en Titán, la luna más grande de Saturno.
              Fotosintetizadores no verdes Otras especulaciones Vida vegetal alternativa Los físicos han notado que, aunque la fotosíntesis en la Tierra generalmente involucra plantas verdes, una variedad de plantas de otros colores también podría apoyar la fotosíntesis, esencial para la mayoría de la vida en la Tierra, y que otros colores podrían ser preferidos en lugares que reciben una mezcla diferente de radiación estelar. que la Tierra. En particular, la retina es capaz de realizar la fotosíntesis y se ha observado que lo hace. [4] Las bacterias capaces de realizar la fotosíntesis se conocen como rodopsinas microbianas. Una planta o criatura que utiliza la fotosíntesis de la retina siempre es de color púrpura.
              Biosfera de las sombras Entorno alternativo Una biosfera de vida oculta en la Tierra Una biosfera en la sombra es una hipotética biosfera microbiana de la Tierra que utiliza procesos bioquímicos y moleculares radicalmente diferentes a los de la vida conocida actualmente.
              Bioquímica del silicio (organosilicio) Bioquímica alternativa Vida basada en silicio Al igual que el carbono, el silicio puede crear moléculas lo suficientemente grandes como para transportar información biológica, sin embargo, el alcance de la posible química del silicio es mucho más limitado que el del carbono.
              Bioquímica del dióxido de silicio Disolventes distintos del agua Vida a base de dióxido de silicio Gerald Feinberg y Robert Shapiro han sugerido que la roca de silicato fundido podría servir como medio líquido para organismos con una química basada en silicio, oxígeno y otros elementos como el aluminio.
              Bioquímica del azufre Bioquímica alternativa Vida a base de azufre El uso biológico del azufre como alternativa al carbono es puramente hipotético, especialmente porque el azufre generalmente forma solo cadenas lineales en lugar de ramificadas.
              Ácidos nucleicos alternativos Bioquímica alternativa Diferente almacenamiento genético Es posible que se utilicen ácidos xenonucleicos (XNA) en lugar de ARN o ADN. XNA es el término general para un ácido nucleico con una estructura de azúcar alterada. Ejemplos de XNA incluyen TNA, que usa treosa, HNA, que usa 1,5-anhidrohexitol, GNA, que usa glicol, CeNA, que usa ciclohexeno, LNA, que utiliza una forma de ribosa que contiene un enlace adicional entre su carbono 4 ' y oxígeno 2 ', FANA, que usa arabinosa pero con un solo átomo de flúor unido a su carbono 2', y PNA, que usa, en lugar de azúcar y fosfato, unidades de N- (2-aminoetil) -glicina conectadas por enlaces peptídicos . [5] En comparación, el ADN de Hachimoji cambia los pares de bases en lugar de la columna vertebral. Estos nuevos pares de bases son P (2-Aminoimidazo [1,2a] [1,3,5] triazin-4 (1H) -ona), Z (6-amino-5-nitropiridin-2-ona), B (isoguanina) y S (rS = isocitosina para ARN, dS = 1-metilcitosina para ADN). [6] [7]

              Una biosfera en la sombra es una hipotética biosfera microbiana de la Tierra que utiliza procesos bioquímicos y moleculares radicalmente diferentes a los de la vida actualmente conocida. [8] [9] Aunque la vida en la Tierra está relativamente bien estudiada, la biosfera de la sombra puede pasar desapercibida porque la exploración del mundo microbiano apunta principalmente a la bioquímica de los macroorganismos.

              Quizás la bioquímica alternativa menos inusual sería una con diferente quiralidad de sus biomoléculas. En la vida conocida basada en la Tierra, los aminoácidos son casi universalmente de la forma L y los azúcares son de la forma D. Las moléculas que usan D aminoácidos o L azúcares pueden ser moléculas posibles de tal quiralidad, sin embargo, serían incompatibles con organismos que usan las moléculas de quiralidad opuestas. Los aminoácidos cuya quiralidad es opuesta a la norma se encuentran en la Tierra, y generalmente se cree que estas sustancias son el resultado de la descomposición de organismos de quiralidad normal. Sin embargo, el físico Paul Davies especula que algunos de ellos podrían ser productos de vida "anti-quiral". [10]

              Sin embargo, es cuestionable si tal bioquímica sería realmente extraña. Aunque sin duda sería una estereoquímica alternativa, las moléculas que se encuentran abrumadoramente en un enantiómero en la gran mayoría de los organismos, no obstante, a menudo se pueden encontrar en otro enantiómero en organismos diferentes (a menudo basales), como en las comparaciones entre miembros de Archaea y otros dominios, [ cita necesaria ] por lo que es un tema abierto si una estereoquímica alternativa es realmente novedosa.

              En la Tierra, todos los seres vivos conocidos tienen una estructura y un sistema basados ​​en carbono. Los científicos han especulado sobre los pros y los contras de usar átomos distintos del carbono para formar las estructuras moleculares necesarias para la vida, pero nadie ha propuesto una teoría que emplee tales átomos para formar todas las estructuras necesarias. Sin embargo, como argumentó Carl Sagan, es muy difícil estar seguro de si una afirmación que se aplica a toda la vida en la Tierra resultará aplicable a toda la vida en todo el universo. [11] Sagan usó el término "chovinismo del carbono" para tal suposición. [12] Consideró el silicio y el germanio como alternativas concebibles al carbono [12] (otros elementos plausibles incluyen, entre otros, paladio y titanio) pero, por otro lado, señaló que el carbono parece más versátil químicamente y es más abundante en el cosmos. [13] Norman Horowitz ideó los experimentos para determinar si podría existir vida en Marte que fueron llevados a cabo por el Viking Lander de 1976, la primera misión estadounidense en aterrizar con éxito una sonda no tripulada en la superficie de Marte. Horowitz argumentó que la gran versatilidad del átomo de carbono lo convierte en el elemento con más probabilidades de proporcionar soluciones, incluso exóticas, a los problemas de supervivencia en otros planetas. [14] Consideró que sólo existía una remota posibilidad de que pudieran existir formas de vida sin carbono con sistemas de información genética capaces de autorreplicarse y la capacidad de evolucionar y adaptarse.

              Bioquímica del silicio Editar

              El átomo de silicio se ha discutido mucho como la base de un sistema bioquímico alternativo, porque el silicio tiene muchas propiedades químicas similares a las del carbono y está en el mismo grupo de la tabla periódica, el grupo del carbono. Al igual que el carbono, el silicio puede crear moléculas lo suficientemente grandes como para transportar información biológica. [15]

              Sin embargo, el silicio tiene varios inconvenientes como alternativa al carbono. El silicio, a diferencia del carbono, carece de la capacidad de formar enlaces químicos con diversos tipos de átomos como es necesario para la versatilidad química requerida para el metabolismo y, sin embargo, esta incapacidad precisa es lo que hace que el silicio sea menos susceptible de unirse con todo tipo de impurezas de las cuales el carbono, en comparación, no está protegido. Los elementos que crean grupos funcionales orgánicos con carbono incluyen hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y metales como hierro, magnesio y zinc. El silicio, por otro lado, interactúa con muy pocos otros tipos de átomos. [15] Además, cuando interactúa con otros átomos, el silicio crea moléculas que se han descrito como "monótonas en comparación con el universo combinatorio de macromoléculas orgánicas". [15] Esto se debe a que los átomos de silicio son mucho más grandes, tienen una masa y un radio atómico más grandes, por lo que tienen dificultades para formar enlaces dobles (el carbono de doble enlace es parte del grupo carbonilo, un motivo fundamental de los procesos bioorgánicos basados ​​en el carbono). química).

              Los silanos, que son compuestos químicos de hidrógeno y silicio que son análogos a los hidrocarburos alcanos, son altamente reactivos con el agua y los silanos de cadena larga se descomponen espontáneamente. Las moléculas que incorporan polímeros de átomos alternos de silicio y oxígeno en lugar de enlaces directos entre el silicio, conocidas colectivamente como siliconas, son mucho más estables. Se ha sugerido que los productos químicos a base de silicona serían más estables que los hidrocarburos equivalentes en un entorno rico en ácido sulfúrico, como se encuentra en algunas ubicaciones extraterrestres. [dieciséis]

              De las variedades de moléculas identificadas en el medio interestelar a partir de 1998 [actualización], 84 están basadas en carbono, mientras que sólo 8 están basadas en silicio. [17] Además, de esos 8 compuestos, 4 también incluyen carbono dentro de ellos. La abundancia cósmica de carbono a silicio es aproximadamente de 10 a 1. Esto puede sugerir una mayor variedad de compuestos complejos de carbono en todo el cosmos, lo que proporciona una base menor sobre la cual construir biologías basadas en silicio, al menos bajo las condiciones predominantes en la superficie. de planetas. Además, aunque la Tierra y otros planetas terrestres son excepcionalmente ricos en silicio y pobres en carbono (la abundancia relativa de silicio a carbono en la corteza terrestre es aproximadamente 925: 1), la vida terrestre se basa en el carbono. El hecho de que se utilice carbono en lugar de silicio puede ser una prueba de que el silicio no es adecuado para la bioquímica en planetas similares a la Tierra. Esto puede deberse a que el silicio es menos versátil que el carbono en la formación de compuestos, que los compuestos formados por el silicio son inestables y que bloquea el flujo de calor. [18]

              Aun así, la sílice biogénica es utilizada por algunas formas de vida en la Tierra, como la estructura esquelética de silicato de las diatomeas. Según la hipótesis de la arcilla de A. G. Cairns-Smith, los minerales de silicato en el agua jugaron un papel crucial en la abiogénesis: replicaron sus estructuras cristalinas, interactuaron con compuestos de carbono y fueron los precursores de la vida basada en el carbono. [19] [20]

              Aunque no se observan en la naturaleza, los enlaces carbono-silicio se han agregado a la bioquímica mediante la evolución dirigida (selección artificial). Un hemo que contiene citocromo C proteína de Rhodothermus marinus ha sido diseñado usando evolución dirigida para catalizar la formación de nuevos enlaces carbono-silicio entre hidrosilanos y compuestos diazo. [21]

              Los compuestos de silicio posiblemente pueden ser biológicamente útiles a temperaturas o presiones diferentes a las de la superficie de un planeta terrestre, ya sea en conjunción con o en un papel menos directamente análogo al carbono. Los polisilanoles, los compuestos de silicio correspondientes a los azúcares, son solubles en nitrógeno líquido, lo que sugiere que podrían desempeñar un papel en la bioquímica de temperaturas muy bajas. [22] [23]

              En la ciencia ficción cinematográfica y literaria, en un momento en el que las máquinas creadas por el hombre pasan de no vivientes a vivientes, a menudo se postula, [ ¿por quién? ] esta nueva forma sería el primer ejemplo de vida no basada en carbono. Desde la llegada del microprocesador a fines de la década de 1960, estas máquinas a menudo se clasifican como computadoras (o robots guiados por computadora) y se clasifican como "vida basada en silicio", aunque la matriz de respaldo de silicio de estos procesadores no es tan fundamental para su funcionamiento como carbono es para "vida húmeda".

              Otras bioquímicas basadas en elementos exóticos Editar

                son peligrosamente explosivos en la atmósfera terrestre, pero serían más estables en una atmósfera reductora. Sin embargo, la baja abundancia cósmica del boro lo hace menos probable como base para la vida que el carbono.
            9. Varios metales, junto con el oxígeno, pueden formar estructuras muy complejas y térmicamente estables que rivalizan con las de los compuestos orgánicos [cita necesaria] los heteropoliácidos son una de esas familias. Algunos óxidos metálicos también son similares al carbono en su capacidad para formar tanto estructuras de nanotubos como cristales de tipo diamante (como la zirconia cúbica). El titanio, el aluminio, el magnesio y el hierro son más abundantes en la corteza terrestre que el carbono. Por lo tanto, la vida basada en óxido de metal podría ser una posibilidad bajo ciertas condiciones, incluidas aquellas (como las altas temperaturas) en las que la vida basada en el carbono sería poco probable. El grupo Cronin de la Universidad de Glasgow informó sobre el autoensamblaje de polioxometalatos de tungsteno en esferas similares a células. [24] Al modificar su contenido de óxido metálico, las esferas pueden adquirir agujeros que actúan como membranas porosas, permitiendo selectivamente que los químicos entren y salgan de la esfera según el tamaño. [24] también puede formar moléculas de cadena larga, pero sufre los mismos problemas de alta reactividad que el fósforo y los silanos. El uso biológico del azufre como alternativa al carbono es puramente hipotético, especialmente porque el azufre generalmente forma solo cadenas lineales en lugar de ramificadas. (El uso biológico del azufre como aceptor de electrones está muy extendido y se remonta a 3.500 millones de años en la Tierra, por lo que es anterior al uso de oxígeno molecular. [25] Las bacterias reductoras de azufre pueden utilizar azufre elemental en lugar de oxígeno, reduciendo el azufre a hidrógeno. sulfuro.)
            10. El arsénico, que es químicamente similar al fósforo, aunque es venenoso para la mayoría de las formas de vida en la Tierra, se incorpora a la bioquímica de algunos organismos. [26] Algunas algas marinas incorporan arsénico en moléculas orgánicas complejas como arsenosazúcares y arsenobetaínas. Los hongos y las bacterias pueden producir compuestos volátiles de arsénico metilado. Se ha observado reducción y oxidación de arsenito en microbios (Chrysiogenes arsenatis). [27] Además, algunos procariotas pueden utilizar el arseniato como aceptor de electrones terminales durante el crecimiento anaeróbico y algunos pueden utilizar el arsenito como donante de electrones para generar energía.

              Se ha especulado que las primeras formas de vida de la Tierra pueden haber utilizado la bioquímica del arsénico en lugar del fósforo en la estructura de su ADN. [28] Una objeción común a este escenario es que los ésteres de arsenato son mucho menos estables a la hidrólisis que los correspondientes ésteres de fosfato que el arsénico es poco adecuado para esta función. [29]

              Los autores de un estudio de geomicrobiología de 2010, apoyado en parte por la NASA, han postulado que una bacteria, llamada GFAJ-1, recolectada en los sedimentos del lago Mono en el este de California, puede emplear tal 'ADN de arsénico' cuando se cultiva sin fósforo. [30] [31] Propusieron que la bacteria puede emplear altos niveles de poli-β-hidroxibutirato u otros medios para reducir la concentración efectiva de agua y estabilizar sus ésteres de arseniato. [31] Esta afirmación fue fuertemente criticada casi inmediatamente después de su publicación por la aparente falta de controles adecuados. [32] [33] El escritor científico Carl Zimmer se puso en contacto con varios científicos para una evaluación: "Me comuniqué con una docena de expertos. Casi unánimemente, piensan que los científicos de la NASA no han logrado defender su caso". [34] Otros autores no pudieron reproducir sus resultados y mostraron que el estudio tenía problemas con la contaminación por fosfato, lo que sugiere que las bajas cantidades presentes podrían sostener formas de vida extremófilas. [35] Alternativamente, se sugirió que las células GFAJ-1 crezcan reciclando el fosfato de los ribosomas degradados, en lugar de reemplazarlo con arsenato. [36]

              Además de los compuestos de carbono, toda la vida terrestre conocida actualmente también requiere agua como disolvente. Esto ha llevado a discusiones sobre si el agua es el único líquido capaz de cumplir esa función. La idea de que una forma de vida extraterrestre podría estar basada en un solvente diferente al agua ha sido tomada en serio en la literatura científica reciente por el bioquímico Steven Benner, [37] y por el comité astrobiológico presidido por John A. Baross. [38] Los disolventes discutidos por el comité Baross incluyen amoníaco, [39] ácido sulfúrico, [40] formamida, [41] hidrocarburos, [41] y (a temperaturas mucho más bajas que las de la Tierra) nitrógeno líquido o hidrógeno en forma de fluido supercrítico. [42]

              Carl Sagan una vez se describió a sí mismo como un chovinista del carbono y un chovinista del agua [43], sin embargo, en otra ocasión dijo que era un chovinista del carbón pero "no tanto chovinista del agua". [44] Él especuló sobre los hidrocarburos, [44]: 11 ácido fluorhídrico, [45] y amoníaco [44] [45] como posibles alternativas al agua.

              Algunas de las propiedades del agua que son importantes para los procesos de la vida incluyen:

              • Una complejidad que conduce a una gran cantidad de permutaciones de posibles vías de reacción, incluida la química ácido-base, cationes H +, aniones OH -, enlaces de hidrógeno, enlaces de van der Waals, dipolo-dipolo y otras interacciones polares, jaulas de disolventes acuosos e hidrólisis. . Esta complejidad ofrece una gran cantidad de vías de evolución para producir vida, muchos otros solventes [¿cuales?] tienen dramáticamente menos reacciones posibles, lo que limita severamente la evolución.
              • Estabilidad termodinámica: la energía libre de formación de agua líquida es lo suficientemente baja (−237,24 kJ / mol) para que el agua experimente pocas reacciones. Otros solventes son altamente reactivos, particularmente con oxígeno.
              • El agua no se quema en oxígeno porque ya es el producto de la combustión del hidrógeno con oxígeno. La mayoría de los disolventes alternativos no son estables en una atmósfera rica en oxígeno, por lo que es muy poco probable que esos líquidos puedan soportar la vida aeróbica.
              • Un amplio rango de temperatura sobre el que es líquido.
              • Alta solubilidad de oxígeno y dióxido de carbono a temperatura ambiente, lo que favorece la evolución de la vida animal y vegetal acuática aeróbica.
              • Una alta capacidad calorífica (que conduce a una mayor estabilidad de la temperatura ambiental).
              • El agua es un líquido a temperatura ambiente que conduce a una gran población de estados de transición cuántica necesarios para superar las barreras de reacción.Los líquidos criogénicos (como el metano líquido) tienen poblaciones en estado de transición exponencialmente más bajas que son necesarias para la vida según las reacciones químicas. Esto conduce a velocidades de reacción química que pueden ser tan lentas que impidan el desarrollo de cualquier vida basada en reacciones químicas. [cita necesaria]
              • Transparencia espectroscópica que permite que la radiación solar penetre varios metros en el líquido (o sólido), contribuyendo enormemente a la evolución de la vida acuática.
              • Un gran calor de vaporización que conduce a lagos y océanos estables.
              • La capacidad de disolver una amplia variedad de compuestos.
              • El sólido (hielo) tiene menor densidad que el líquido, por lo que el hielo flota sobre el líquido. Esta es la razón por la que los cuerpos de agua se congelan pero no se solidifican (de abajo hacia arriba). Si el hielo fuera más denso que el agua líquida (como ocurre con casi todos los demás compuestos), entonces grandes cuerpos de líquido se congelarían lentamente, lo que no conduciría a la formación de vida.

              El agua como compuesto es cósmicamente abundante, aunque gran parte de ella se encuentra en forma de vapor o hielo. El agua líquida subsuperficial se considera probable o posible en varias de las lunas exteriores: Encelado (donde se han observado géiseres), Europa, Titán y Ganímedes. La Tierra y Titán son los únicos mundos que se sabe que tienen cuerpos líquidos estables en sus superficies.

              Sin embargo, no todas las propiedades del agua son necesariamente ventajosas para la vida. [46] Por ejemplo, el hielo de agua tiene un alto albedo, [46] lo que significa que refleja una cantidad significativa de luz y calor del Sol. Durante las edades de hielo, a medida que el hielo reflectante se acumula sobre la superficie del agua, aumentan los efectos del enfriamiento global. [46]

              Hay algunas propiedades que hacen que ciertos compuestos y elementos sean mucho más favorables que otros como solventes en una biosfera exitosa. El solvente debe poder existir en equilibrio líquido en un rango de temperaturas que normalmente encontraría el objeto planetario. Debido a que los puntos de ebullición varían con la presión, la pregunta tiende a no ser lo hace el posible disolvente sigue siendo líquido, pero a que presión. Por ejemplo, el cianuro de hidrógeno tiene un estrecho rango de temperatura en fase líquida a 1 atmósfera, pero en una atmósfera con la presión de Venus, con 92 bares (91 atm) de presión, de hecho puede existir en forma líquida en un amplio rango de temperatura.

              Amoníaco Editar

              La molécula de amoníaco (NH3), al igual que la molécula de agua, es abundante en el universo, siendo un compuesto de hidrógeno (el elemento más simple y común) con otro elemento muy común, el nitrógeno. [47] El posible papel del amoníaco líquido como disolvente alternativo para la vida es una idea que se remonta al menos a 1954, cuando J. B. S. Haldane planteó el tema en un simposio sobre el origen de la vida. [48]

              Son posibles numerosas reacciones químicas en una solución de amoníaco, y el amoníaco líquido tiene similitudes químicas con el agua. [47] [49] El amoníaco puede disolver la mayoría de las moléculas orgánicas al menos tan bien como lo hace el agua y, además, es capaz de disolver muchos metales elementales. Haldane señaló que varios compuestos orgánicos comunes relacionados con el agua tienen análogos relacionados con el amoníaco, por ejemplo, el grupo amina relacionado con el amoníaco (−NH2) es análogo al grupo hidroxilo relacionado con el agua (-OH). [49]

              El amoníaco, como el agua, puede aceptar o donar un ion H +. Cuando el amoníaco acepta un H +, forma el catión amonio (NH4 +), análogo al hidronio (H3O +). Cuando dona un ion H +, forma el anión amida (NH2 -), análogo al anión hidróxido (OH -). [39] En comparación con el agua, sin embargo, el amoníaco es más propenso a aceptar un ion H +, y menos propenso a donar uno, es un nucleófilo más fuerte. [39] El amoníaco agregado al agua funciona como base de Arrhenius: aumenta la concentración del anión hidróxido. Por el contrario, usando una definición de sistema solvente de acidez y basicidad, el agua agregada al amoníaco líquido funciona como un ácido, porque aumenta la concentración del catión amonio. [49] El grupo carbonilo (C = O), que se usa mucho en bioquímica terrestre, no sería estable en solución de amoníaco, pero el grupo imina análogo (C = NH) podría usarse en su lugar. [39]

              Sin embargo, el amoniaco tiene algunos problemas como base de vida. Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de amoníaco son más débiles que los del agua, lo que hace que el calor de vaporización del amoníaco sea la mitad que el del agua, su tensión superficial sea un tercio y reduzca su capacidad para concentrar moléculas no polares a través de un efecto hidrofóbico. Gerald Feinberg y Robert Shapiro han cuestionado si el amoníaco podría mantener unidas las moléculas prebióticas lo suficientemente bien como para permitir el surgimiento de un sistema de autorreproducción. [50] El amoníaco también es inflamable en oxígeno y no podría existir de manera sostenible en un entorno adecuado para el metabolismo aeróbico. [51]

              Es probable que exista una biosfera basada en amoníaco a temperaturas o presiones de aire que son extremadamente inusuales en relación con la vida en la Tierra. La vida en la Tierra generalmente existe dentro del punto de fusión y el punto de ebullición del agua a presión normal, entre 0 ° C (273 K) y 100 ° C (373 K) a presión normal.Los puntos de fusión y ebullición del amoníaco están entre -78 ° C (195 K) y -33 ° C (240 K). Las reacciones químicas generalmente proceden más lentamente a una temperatura más baja. Por lo tanto, la vida basada en amoníaco, si existe, podría metabolizarse más lentamente y evolucionar más lentamente que la vida en la Tierra. [51] Por otro lado, las temperaturas más bajas también podrían permitir que los sistemas vivos usen especies químicas que serían demasiado inestables a la temperatura de la Tierra para ser útiles. [47]

              El amoníaco podría ser un líquido a temperaturas similares a las de la Tierra, pero a presiones mucho más altas, por ejemplo, a 60 atm, el amoníaco se derrite a -77 ° C (196 K) y hierve a 98 ° C (371 K). [39]

              Las mezclas de amoníaco y amoníaco-agua permanecen líquidas a temperaturas muy por debajo del punto de congelación del agua pura, por lo que tales bioquímicas podrían ser adecuadas para planetas y lunas que orbitan fuera de la zona de habitabilidad basada en el agua. Tales condiciones podrían existir, por ejemplo, bajo la superficie de Titán, la luna más grande de Saturno. [52]

              Metano y otros hidrocarburos Editar

              Metano (CH4) es un hidrocarburo simple: es decir, un compuesto de dos de los elementos más comunes del cosmos: hidrógeno y carbono. Tiene una abundancia cósmica comparable con el amoníaco. [47] Los hidrocarburos podrían actuar como solventes en un amplio rango de temperaturas, pero carecerían de polaridad. Isaac Asimov, bioquímico y escritor de ciencia ficción, sugirió en 1981 que los polilípidos podrían sustituir a las proteínas en un disolvente no polar como el metano. [47] Lagos compuestos por una mezcla de hidrocarburos, incluidos metano y etano, han sido detectados en la superficie de Titán por el Cassini astronave.

              Existe un debate sobre la eficacia del metano y otros hidrocarburos como disolvente de por vida en comparación con el agua o el amoníaco. [53] [54] [55] El agua es un solvente más fuerte que los hidrocarburos, lo que facilita el transporte de sustancias en una celda. [56] Sin embargo, el agua también es más reactiva químicamente y puede descomponer grandes moléculas orgánicas a través de la hidrólisis. [53] Una forma de vida cuyo disolvente fuera un hidrocarburo no enfrentaría la amenaza de que sus biomoléculas fueran destruidas de esta manera. [53] Además, la tendencia de la molécula de agua a formar enlaces de hidrógeno fuertes puede interferir con los enlaces de hidrógeno internos en moléculas orgánicas complejas. [46] La vida con un disolvente de hidrocarburo podría hacer un mayor uso de los enlaces de hidrógeno dentro de sus biomoléculas. [53] Además, la fuerza de los enlaces de hidrógeno dentro de las biomoléculas sería apropiada para una bioquímica de baja temperatura. [53]

              El astrobiólogo Chris McKay ha argumentado, sobre bases termodinámicas, que si existe vida en la superficie de Titán, usando hidrocarburos como solvente, es probable que también use los hidrocarburos más complejos como fuente de energía haciéndolos reaccionar con hidrógeno, reduciendo etano y acetileno a metano. [57] La ​​posible evidencia de esta forma de vida en Titán fue identificada en 2010 por Darrell Strobel de la Universidad Johns Hopkins una mayor abundancia de hidrógeno molecular en las capas de la atmósfera superior de Titán en comparación con las capas inferiores, lo que aboga por una difusión hacia abajo a una velocidad de aproximadamente 10 25 moléculas por segundo y desaparición de hidrógeno cerca de la superficie de Titán. Como señaló Strobel, sus hallazgos estaban en línea con los efectos que Chris McKay había predicho si las formas de vida metanogénicas estuvieran presentes. [56] [57] [58] El mismo año, otro estudio mostró niveles bajos de acetileno en la superficie de Titán, que fueron interpretados por Chris McKay como consistentes con la hipótesis de organismos que reducen el acetileno a metano. [56] Mientras reafirmaba la hipótesis biológica, McKay advirtió que otras explicaciones para los hallazgos de hidrógeno y acetileno deben considerarse más probables: las posibilidades de procesos físicos o químicos aún no identificados (por ejemplo, un catalizador de superficie no vivo que permita al acetileno reaccionar con hidrógeno ), o fallas en los modelos actuales de flujo de materiales. [59] Señaló que incluso un catalizador no biológico eficaz a 95 K sería en sí mismo un descubrimiento sorprendente. [59]

              Azotosome Editar

              Una hipotética membrana celular denominada azotosoma capaz de funcionar en metano líquido en las condiciones de Titán fue modelado por computadora en un artículo publicado en febrero de 2015. Compuesto de acrilonitrilo, una pequeña molécula que contiene carbono, hidrógeno y nitrógeno, se predice que tendrá estabilidad y flexibilidad en metano líquido comparable a la de una bicapa de fosfolípidos (el tipo de membrana celular que posee toda la vida en la Tierra) en agua líquida. [60] [61] Un análisis de los datos obtenidos utilizando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), completado en 2017, confirmó cantidades sustanciales de acrilonitrilo en la atmósfera de Titán. [62] [63]

              Fluoruro de hidrógeno Editar

              El fluoruro de hidrógeno (HF), como el agua, es una molécula polar y, debido a su polaridad, puede disolver muchos compuestos iónicos. Su punto de fusión es -84 ° C, y su punto de ebullición es 19.54 ° C (a presión atmosférica) la diferencia entre los dos es un poco más de 100 K. El HF también forma enlaces de hidrógeno con sus moléculas vecinas, al igual que el agua y el amoníaco. . Ha sido considerado como un posible solvente para la vida por científicos como Peter Sneath [64] y Carl Sagan. [45]

              El HF es peligroso para los sistemas de moléculas de los que está hecha la vida terrestre, pero algunos otros compuestos orgánicos, como las ceras de parafina, son estables con él. [45] Al igual que el agua y el amoníaco, el fluoruro de hidrógeno líquido apoya una química ácido-base. Usando una definición de sistema solvente de acidez y basicidad, el ácido nítrico funciona como base cuando se agrega al HF líquido. [sesenta y cinco]

              Sin embargo, el fluoruro de hidrógeno es cósmicamente raro, a diferencia del agua, el amoníaco y el metano. [66]

              Sulfuro de hidrógeno Editar

              El sulfuro de hidrógeno es el análogo químico más cercano al agua, [67] pero es menos polar y un solvente inorgánico más débil. [68] El sulfuro de hidrógeno es bastante abundante en la luna Io de Júpiter y puede estar en forma líquida a una corta distancia por debajo de la superficie que el astrobiólogo Dirk Schulze-Makuch ha sugerido como un posible solvente para la vida allí. [69] En un planeta con océanos de sulfuro de hidrógeno, la fuente del sulfuro de hidrógeno podría provenir de los volcanes, en cuyo caso podría mezclarse con un poco de fluoruro de hidrógeno, que podría ayudar a disolver los minerales. La vida del sulfuro de hidrógeno puede utilizar una mezcla de monóxido de carbono y dióxido de carbono como fuente de carbono. Pueden producir y vivir de monóxido de azufre, que es análogo al oxígeno (O2). El sulfuro de hidrógeno, como el cianuro de hidrógeno y el amoníaco, sufre del pequeño rango de temperatura en el que es líquido, aunque eso, como el del cianuro de hidrógeno y el amoníaco, aumenta al aumentar la presión.

              Dióxido de silicio y silicatos Editar

              El dióxido de silicio, también conocido como sílice y cuarzo, es muy abundante en el universo y tiene un amplio rango de temperatura donde es líquido. Sin embargo, su punto de fusión es de 1.600 a 1.725 ° C (2.912 a 3.137 ° F), por lo que sería imposible producir compuestos orgánicos a esa temperatura, porque todos se descompondrían. Los silicatos son similares al dióxido de silicio y algunos tienen puntos de fusión más bajos que la sílice. Gerald Feinberg y Robert Shapiro han sugerido que la roca de silicato fundido podría servir como medio líquido para organismos con una química basada en silicio, oxígeno y otros elementos como el aluminio. [70]

              Otros disolventes o codisolventes Editar

              A veces se proponen otros disolventes:

                : dióxido de carbono supercrítico e hidrógeno supercrítico. [71]
          2. Compuestos de hidrógeno simples: cloruro de hidrógeno. [72]
          3. Compuestos más complejos: ácido sulfúrico, [40] formamida, [41] metanol. [72]
          4. Fluidos de muy baja temperatura: nitrógeno líquido [42] e hidrógeno. [42]
          5. Líquidos a alta temperatura: cloruro de sodio. [73]
          6. El ácido sulfúrico en forma líquida es fuertemente polar. Permanece líquido a temperaturas más altas que el agua, su rango de líquido es de 10 ° C a 337 ° C a una presión de 1 atm, aunque por encima de 300 ° C se descompone lentamente. Se sabe que el ácido sulfúrico es abundante en las nubes de Venus, en forma de gotitas de aerosol. En una bioquímica que utiliza ácido sulfúrico como disolvente, el grupo alqueno (C = C), con dos átomos de carbono unidos por un doble enlace, podría funcionar de forma análoga al grupo carbonilo (C = O) en la bioquímica basada en agua. [40]

            Se ha hecho una propuesta de que la vida en Marte puede existir y estar usando una mezcla de agua y peróxido de hidrógeno como solvente. [74] Una mezcla al 61,2% (en masa) de agua y peróxido de hidrógeno tiene un punto de congelación de -56,5 ° C y tiende a sobreenfriarse en lugar de cristalizarse. También es higroscópico, una ventaja en un entorno con escasez de agua. [75] [76]

            El dióxido de carbono supercrítico se ha propuesto como candidato para la bioquímica alternativa debido a su capacidad para disolver de forma selectiva compuestos orgánicos y ayudar al funcionamiento de las enzimas y porque los planetas del tipo "super-Tierra" o "super-Venus" con atmósferas densas de alta presión puede ser común. [71]

            Fotosintetizadores no verdes Editar

            Los físicos han notado que, aunque la fotosíntesis en la Tierra generalmente involucra plantas verdes, una variedad de plantas de otros colores también podría apoyar la fotosíntesis, esencial para la mayoría de la vida en la Tierra, y que otros colores podrían ser preferidos en lugares que reciben una mezcla diferente de radiación estelar. que la Tierra. [77] [78] Estos estudios indican que las plantas azules serían poco probables, sin embargo, las plantas amarillas o rojas pueden ser relativamente comunes. [78]

            Entornos variables Editar

            Muchas plantas y animales terrestres sufren cambios bioquímicos importantes durante sus ciclos de vida como respuesta a las condiciones ambientales cambiantes, por ejemplo, al tener un estado de esporas o hibernación que puede mantenerse durante años o incluso milenios entre etapas de vida más activas. [79] Por lo tanto, sería bioquímicamente posible sostener la vida en entornos que solo son consistentes periódicamente con la vida tal como la conocemos.

            Por ejemplo, las ranas en climas fríos pueden sobrevivir durante largos períodos de tiempo con la mayor parte del agua de su cuerpo en estado congelado, [79] mientras que las ranas del desierto en Australia pueden volverse inactivas y deshidratadas en períodos secos, perdiendo hasta el 75% de sus líquidos. , pero regresa a la vida rehidratándose rápidamente en períodos húmedos. [80] Cualquiera de los dos tipos de rana parecería bioquímicamente inactivo (es decir, sin vida) durante los períodos de inactividad para cualquiera que carezca de un medio sensible para detectar niveles bajos de metabolismo.

            Mundo alanina y alternativas hipotéticas Editar

            El código genético evolucionó durante la transición del mundo del ARN al mundo de las proteínas. [81] La Hipótesis Mundial de la Alanina postula que la evolución del código genético (la llamada fase GC [82]) comenzó con sólo cuatro aminoácidos básicos: alanina, glicina, prolina y ornitina (ahora arginina). [83] La evolución del código genético terminó con 20 aminoácidos proteinogénicos. Desde un punto de vista químico, la mayoría de ellos son derivados de la alanina particularmente adecuados para la construcción de hélices α y láminas β, elementos estructurales secundarios básicos de las proteínas modernas. La evidencia directa de esto es un procedimiento experimental en biología molecular conocido como escaneo de alanina. El hipotético "Mundo Prolina" crearía una posible vida alternativa con el código genético basado en el andamio químico de la prolina como columna vertebral de la proteína. De manera similar, los mundos "glicina" y "ornitina" también son concebibles, pero la naturaleza no ha elegido ninguno de ellos. [84] La evolución de la vida con glicina, prolina u ornitina como la estructura básica de los polímeros similares a las proteínas (foldameros) conduciría a mundos biológicos paralelos. Tendrían planes corporales y genéticas morfológicamente radicalmente diferentes de los organismos vivos de la biosfera conocida. [85]

            Edición basada en polvo y plasma

            En 2007, Vadim N. Tsytovich y sus colegas propusieron que las partículas de polvo suspendidas en un plasma podrían exhibir comportamientos realistas en las condiciones que podrían existir en el espacio. [86] [87] Los modelos informáticos mostraron que, cuando el polvo se cargaba, las partículas podían autoorganizarse en estructuras helicoidales microscópicas, y los autores ofrecen "un bosquejo aproximado de un posible modelo de reproducción de la estructura de grano helicoidal".

            La vida en una estrella de neutrones Editar

            Frank Drake sugirió en 1973 que la vida inteligente podría habitar estrellas de neutrones. [88] Los modelos físicos en 1973 implicaron que las criaturas de Drake serían microscópicas. En 1980, Robert L Forward escribió la novela de ciencia ficción Dragon's Egg usando la sugerencia de Drake como tesis. [89]

            Los científicos que han considerado posibles alternativas a la bioquímica del carbono y el agua incluyen:


            Cuando su empaque se ha inflado con el tiempo, esto es siempre un signo de actividad bacteriana. Las bacterias comienzan a multiplicarse y producen gases como producto de desecho, por lo que su empaque hermético actúa como un globo. La presión también puede llegar a abultar las tapas de los frascos.

            Para la mayoría de los alimentos, esta es una clara señal de deterioro. ¡No quiere bacterias en su comida, especialmente en la comida enlatada! Entonces, deseche la comida a la que le ha pasado.

            La principal excepción son los alimentos fermentados. Se supone que tienen una colonia próspera de bacterias inofensivas conocidas en ellos. Cuando la colonia sea más grande de lo planeado, puede inflar el empaque. Hoy en día, es poco probable verlo con alimentos comprados en tiendas, ya que controlan la población bacteriana, pero aún puede suceder, p. si dejas el yogur en una habitación cálida durante mucho tiempo y, por supuesto, los alimentos que has fermentado tú mismo, puedes hacerlo con frecuencia, si lo guardas en un recipiente cerrado. Los alimentos fermentados son seguros después de abultados, pero debes comprobar si aún te gusta el sabor, que se volverá bastante agudo después de la fermentación excesiva.

            Además, esto solo se aplica a los alimentos que cambiaron su volumen con el tiempo. Las papas fritas (chips) se venden en bolsas ya infladas, pero esto no es un signo de problemas, se hizo en la fábrica.

            Si no tiene una buena razón para saber que el abultamiento fue causado por un proceso seguro (fermentación excesiva de alimentos fermentados o empaques rellenos de fábrica), esto es un signo de deterioro.La comida no es segura, sin importar si hay otros signos de deterioro o si se dieron las condiciones típicas de almacenamiento.


            Cómo cultivar bacterias y más

            Si te interesa aprender a cultivar bacterias, sigue leyendo.

            Descripción general de las bacterias

            Las bacterias son microorganismos unicelulares o unicelulares. Se diferencian de las células vegetales y animales porque no tienen un núcleo distinto, encerrado en una membrana, que contenga material genético. En cambio, su ADN flota en un enredo dentro de la célula. ¿Son los virus protistas?

            Las bacterias individuales solo se pueden ver con un microscopio, pero se reproducen tan rápidamente que a menudo forman colonias que podemos ver. Las bacterias se reproducen cuando una célula se divide en dos células a través de un proceso llamado fisión binaria. La fisión se produce rápidamente en tan solo 20 minutos. ¡En condiciones perfectas, una sola bacteria podría convertirse en más de mil millones de bacterias en solo 10 horas! (¡Es bueno que las condiciones naturales rara vez sean perfectas, o la tierra estaría enterrada en bacterias!)

            Cultivar y probar bacterias es un proyecto divertido en cualquier momento o un gran proyecto de feria de ciencias. Las bacterias están en todas partes y, dado que se reproducen rápidamente, son fáciles de estudiar con unos pocos materiales simples. Todo lo que necesita son algunas placas de Petri, agar e hisopos estériles o una aguja de inoculación. El agar es un medio gelatinoso que proporciona nutrientes y un entorno estable y controlado para el crecimiento de bacterias (solución de agar). La mayoría de las bacterias crecerán bien usando agar nutritivo, pero algunas bacterias más exigentes (aquellas con requerimientos de nutrientes más complejos como Bacillus stearothermophilus, Branhamella catarrhalis, y Bacillus coagulans) prefieren el agar de soja tríptico.

            También necesita una fuente de bacterias, ¡y no es difícil de encontrar! Puede limpiarse la boca o la piel, las mascotas, la tierra o las superficies del hogar, como el fregadero de la cocina o la taza del inodoro. Si desea estudiar un tipo particular de bacteria, también puede adquirir cultivos vivos en nuestra sección de microbiología para niños. Continúe leyendo para ver cuatro experimentos con bacterias y más ideas para proyectos científicos (también considere este kit práctico de cultivo de bacterias). Se recomienda la supervisión de un adulto cuando se trabaja con bacterias.

            ¿Cómo pueden ayudarnos las bacterias?

            ¿Dónde estaríamos sin bacterias? Bueno, es posible que no tengamos enfermedades bacterianas, ¡pero aún así estaríamos mucho peor! Las bacterias realizan todo tipo de funciones muy importantes, tanto en nuestro cuerpo como en el mundo que nos rodea. Éstos son solo algunos.

            Digestión. Nuestro intestino grueso está lleno de bacterias beneficiosas que descomponen los alimentos que nuestros cuerpos no pueden digerir por sí mismos. Una vez que las bacterias lo descomponen, nuestros intestinos pueden absorberlo, dándonos más nutrientes de nuestros alimentos.

            Vitaminas ¡Las bacterias en nuestros intestinos en realidad producen y secretan vitaminas que son importantes para nuestra salud! Por ejemplo, E. coli Las bacterias de nuestros intestinos son una fuente importante de vitamina K. (La mayoría E. coli es bueno para nosotros, pero hay un tipo dañino que causa intoxicación alimentaria).

            Comida. Las bacterias se utilizan para convertir la leche en yogur, queso y otros productos lácteos.

            Oxígeno. Las cianobacterias (que solían llamarse algas verdiazules) viven en el agua y realizan la fotosíntesis, lo que da como resultado la producción de gran parte del oxígeno que necesitamos para respirar.

            Limpiar. Derrames de petróleo, aguas residuales, desechos industriales: ¡las bacterias pueden ayudarnos a limpiar todo esto! Ellos & # 8216 & # 8217 comen el aceite o las toxinas y los convierten en sustancias menos dañinas.

            Las bacterias son criaturas asombrosas, ¿no es así? Pueden ser tan peligrosos y tan importantes al mismo tiempo. ¡Sigue leyendo para ver un experimento que usa bacterias buenas!

            ¿Cómo pueden dañarnos las bacterias?

            Algunos tipos de bacterias causan enfermedades y malestar. Este tipo de bacterias se denominan patógenos. Se reproducen muy rápidamente, como todas las bacterias. Estos vienen en muchas formas y pueden causar enfermedades desde una infección de oído hasta faringitis estreptocócica y cólera. Pueden ingresar a nuestro cuerpo a través de la boca y la nariz o a través de cortes y raspaduras. Algunos se transmiten por el aire, otros se encuentran en los alimentos y provocan intoxicación alimentaria. Las bacterias también son la causa de la acumulación de placa en los dientes, lo que puede provocar caries y enfermedades de las encías.

            Antes del descubrimiento de los antibióticos, muchas enfermedades bacterianas graves no tenían cura y por lo general resultaban en la muerte. Los antibióticos actúan destruyendo las bacterias o inhibiendo su reproducción, sin dañar las propias células del cuerpo. Después de un tiempo, algunas bacterias desarrollan resistencia a un antibiótico y ya no será eficaz contra ellas. Debido a esto, los científicos siempre están investigando nuevos antibióticos. (Muchas enfermedades, como la varicela, la hepatitis o la poliomielitis, son causadas por virus en lugar de bacterias. Los antibióticos no tienen ningún efecto contra estas enfermedades).

            Las infecciones bacterianas son comunes, pero muchas de ellas pueden evitarse con buenas prácticas de cocción, limpieza y lavado de manos.

            ¿Qué son los agentes antibacterianos?

            ¿Cómo evitan las personas que las bacterias crezcan y se propaguen? Lo controlan de dos maneras: matando las células bacterianas y evitando que las bacterias se reproduzcan. Un agente es una solución o método que mata o detiene la reproducción. Los bactericidas son agentes que matan las células bacterianas. Los agentes estáticos inhiben el crecimiento y la reproducción celular.

            Hay una variedad de formas de matar las bacterias o evitar que se reproduzcan.

            • Esterilización. La aplicación de calor para matar bacterias. Incluye incineración (quema), hervir y cocinar.
            • Pasteurización. El uso de calor suave para reducir la cantidad de bacterias en los alimentos.
            • Temperaturas frías. La refrigeración y la congelación son dos de los métodos más comunes utilizados en los hogares para preservar los alimentos y la vida útil.
            • Antisépticos. Estos agentes se pueden aplicar directamente a los tejidos vivos, incluida la piel humana.
            • Desinfectantes. Estos agentes no son seguros para los tejidos vivos. Los desinfectantes se utilizan para limpiar inodoros, lavabos, suelos, etc.
            • Conservantes. Estos se utilizan en casi todos los alimentos procesados ​​que están disponibles en la actualidad. Inhiben el crecimiento bacteriano en los alimentos.
              • Algunos conservantes de alimentos son benzoato de sodio, glutamato monosódico (MSG), dióxido de azufre, sales, azúcar y humo de leña.
              • Amoxicilina y ampicilina: inhiben los pasos en la síntesis de la pared celular (construcción)
              • Penicilina: inhibe los pasos en la síntesis de la pared celular.
              • Eritromicina: inhibe la traducción del ARN para la síntesis de proteínas.

              NOTA DE SEGURIDAD

              Si bien la mayoría de las bacterias ambientales no son dañinas para las personas sanas, una vez concentradas en las colonias, pueden ser peligrosas.

              Para minimizar el riesgo, use guantes desechables mientras manipula las bacterias y lávese bien las manos antes y después. Nunca coma ni beba durante los estudios de bacterias, ni inhale ni ingiera cultivos en crecimiento. Trabaje en una habitación sin corrientes de aire y reduzca el flujo de aire tanto como sea posible. Mantenga cerradas las placas de Petri con los medios de cultivo, preferiblemente con cinta adhesiva, a menos que se tomen muestras o se desinfecten. Incluso entonces, retire la placa de Petri solo lo suficiente para insertar su implemento o cubra el medio con lejía o alcohol isopropílico al 70%.

              Cuando termine de experimentar, selle los platos en una bolsa de plástico y deséchelos. Cubra las roturas o derrames accidentales con lejía o alcohol durante 10 minutos, luego barra con cuidado, selle en una bolsa de plástico y deséchelo.

              Preparación de platos de cultivo

              Antes de que pueda cultivar bacterias, deberá preparar platos de cultivo estériles. Una botella de 125 ml de agar nutritivo contiene suficiente para llenar unas 10 placas de Petri.

              Método de baño de agua & # 8211 Afloje la tapa de la botella de agar, pero no la quite por completo. Coloque la botella en agua caliente a 170-190 ° F hasta que todo el agar esté líquido. Para evitar que la botella se vuelque, mantenga el nivel del agua al mismo nivel que el agar.

              • Deje que el agar se enfríe a 110-120 ° F (cuando la botella aún se sienta tibia pero no demasiado caliente para tocarla) antes de verter en placas de Petri.
              • Deslice la tapa de la placa de Petri para abrirla lo suficiente para verter agar en la placa. Vierta suficiente agar para cubrir 1/2 a 2/3 del fondo del plato (aproximadamente 10-13 ml). No dejes que la boca de la botella toque el plato. Cubra el plato inmediatamente para evitar la contaminación e inclínelo hacia adelante y hacia atrás suavemente hasta que el agar cubra todo el fondo del plato. (Llene tantos platos como tenga agar: puede almacenar los extras boca abajo hasta que esté listo para usarlos).
              • Deje reposar las placas de Petri una hora para que el agar solidifique antes de usarlas.

              Experimento n. ° 1: hisopado de células de las mejillas

              Haga un plato de cultivo siguiendo las instrucciones anteriores. Una vez que la placa de cultivo esté preparada, use un hisopo de algodón estéril o una aguja de inoculación y limpie el interior de su mejilla. Frote muy suavemente el hisopo sobre el agar en algunos trazos en zigzag y vuelva a colocar la tapa en el plato. Deberá dejar reposar el plato en un área cálida durante 3-7 días antes de que aparezca el crecimiento de bacterias. Registre el crecimiento cada día con un dibujo y una descripción escrita. Las bacterias individuales son demasiado pequeñas para verlas sin un microscopio de alta potencia, pero se pueden ver colonias de bacterias. Distinga entre los diferentes tipos de bacterias por el color y la forma de las colonias.

              Experimento 2: Prueba de agentes antibacterianos

              Preparación de cuadrados de sensibilidad

              Un método para probar la eficacia antibacteriana de una sustancia es usar & # 8216 cuadrados de sensibilidad. & # 8217 Cortar pequeños cuadrados de papel secante (u otro papel absorbente) y luego sumergirlos en cualquier sustancia que desee probar: yodo, alcohol etílico, jabón antibacteriano, antisépticos, ajo, etc. Utilice pinzas limpias para manipular los cuadrados para no contaminarlos. Etiquételos con tinta permanente, remójelos en la sustancia elegida y seque el exceso de líquido con una toalla de papel.

              Recolectando bacterias

              Decide una fuente para recolectar bacterias. Para usar cuadrados de sensibilidad, asegúrese de que haya solo una fuente y mantenga cada plato lo más consistente posible. Las fuentes pueden incluir un fregadero de cocina, una encimera de baño, un teléfono celular u otra superficie que le gustaría probar. Frote un hisopo estéril sobre la superficie elegida y luego frótelo ligeramente sobre la placa de agar preparada en forma de zigzag. Gire el plato y repita.

              Configurar un experimento

              Cada experimento debe tener un plato de control que muestre el crecimiento de bacterias en condiciones normales y uno o más platos de prueba en los que cambie ciertas variables y examine los resultados. Ejemplos de variables a probar son la temperatura o la presencia de antisépticos. ¿Cómo afectan estos al crecimiento de bacterias?

              • Etiquete un plato & # 8216Control. & # 8217 Luego, en su plato de prueba, use pinzas para agregar los cuadrados de sensibilidad que se han empapado en una sustancia que desea probar para determinar las propiedades antibacterianas. Es una buena idea agregar un cuadrado simple de papel secante para ver si el papel por sí solo tiene algún efecto sobre el crecimiento de bacterias. Para obtener los mejores resultados, use múltiples placas de prueba y controle las variables para que las condiciones sean idénticas para cada placa: bacterias recolectadas del mismo lugar, expuestas a la misma cantidad de sustancia antibacteriana, almacenadas a la misma temperatura, etc. Cuantas más pruebas realice , cuantos más datos recopile y más seguro estará de sus conclusiones.
              • Coloque todos los platos en un lugar oscuro a temperatura ambiente, como un armario.

              Espere de 3 a 7 días y examine el crecimiento de bacterias en los platos, sin quitar las tapas. Verá múltiples puntos redondos de crecimiento que son colonias de bacterias. Dependiendo de dónde haya recolectado sus muestras de bacterias, es posible que tenga varios tipos de bacterias (¡e incluso algo de moho!) Creciendo en sus platos. Los diferentes tipos de colonias tendrán diferentes colores y texturas. Si tiene un microscopio compuesto o estéreo, intente observar las colonias de cerca para ver más diferencias.

              Compare la cantidad de bacterias en la placa de control con la cantidad en las placas de prueba. Luego, compare la cantidad de bacterias que crecen alrededor de cada cuadrado de papel. ¿Cuál tiene bacterias creciendo más cerca de él? ¿Cuál tiene la menor cantidad de bacterias creciendo cerca? Si hizo más de un plato de prueba, ¿los resultados son similares en todos los platos de prueba? Si no es así, ¿qué variables cree que podrían haber causado que los resultados fueran diferentes? ¿Cómo afecta esto a sus conclusiones?

              Para una variación de este experimento, pruebe el efecto de la temperatura sobre el crecimiento bacteriano en lugar de usar cuadrados de sensibilidad. Ponga un plato de control a temperatura ambiente y coloque otros platos en áreas oscuras con diferentes temperaturas.

              Experimento 3: Encuesta sobre jabón

              Cada vez que tocas algo, probablemente estás contrayendo nuevas bacterias y dejando algunas. Así es como se propagan muchas enfermedades infecciosas: ¡compartimos nuestras bacterias con todos los que nos rodean! Incluso las bacterias que viven de forma segura en nuestra piel pueden enfermarnos si entran en nuestro cuerpo a través de la boca o si se cortan y raspan. Esta es una de las razones por las que es tan importante que nos lavemos bien y con frecuencia las manos.

              ¿Qué tipo de jabón funciona mejor para reducir las bacterias en nuestras manos? Puede probar esto cultivando algunos cultivos de bacterias con agar y placas de Petri.

              • Dos (o más) placas de Petri u otro papel absorbente o pinzas
              • Diferentes tipos de limpiadores de manos: jabón común, jabón antibacteriano, jabón para platos, desinfectante para manos
              1. Prepare el agar de acuerdo con las instrucciones de la etiqueta, luego vierta lo suficiente para cubrir el fondo de cada placa de Petri. Cubra los platos y déjelos reposar durante aproximadamente una hora hasta que el agar se haya solidificado nuevamente. (Si no los va a usar inmediatamente después de que se hayan enfriado, guárdelos boca abajo en el refrigerador).
              2. Cuando sus placas de Petri estén listas, recolecte algunas bacterias de su mano o de la mano de un voluntario. (¡Asegúrese de que la persona no se haya lavado las manos demasiado recientemente!) Haga esto frotando el hisopo estéril sobre la palma en forma de zigzag.
              3. Retire la tapa de la placa de Petri y frote ligeramente el hisopo hacia adelante y hacia atrás en un patrón de zigzag sobre el agar. Gire el plato un cuarto de vuelta y vuelva a zigzaguear. Cubra el plato y repita los pasos dos y tres para el otro plato, usando un hisopo estéril nuevo. Etiquete los platos & # 8220Test & # 8221 y & # 8220Control. & # 8221 (es posible que desee hacer más de un plato de prueba, para poder comparar los resultados).
              4. Corte el papel secante en pequeños cuadrados de sensibilidad & # 8220. & # 8221 Use tinta permanente para etiquetar los cuadrados para los diferentes tipos de limpiadores de manos que va a probar, por ejemplo, & # 8220R & # 8221 para jabón normal, & # 8220A & # 8221 para jabón antibacteriano y & # 8220S & # 8221 para desinfectante de manos. Con unas pinzas, sumerja cada cuadrado en el limpiador apropiado. Seque el exceso de limpiador en una toalla de papel y luego coloque los cuadrados en el agar en el plato & # 8220Test & # 8221. (Extienda los cuadrados de modo que haya distancia entre ellos.) Agregue un cuadrado de papel secante normal para comprobar si el papel secante por sí solo tiene algún efecto. No ponga ningún cuadrado en el plato de & # 8220Control & # 8221 & # 8211; este le mostrará cómo se verá el crecimiento bacteriano sin jabón.
              5. Coloque los platos en un lugar oscuro a temperatura ambiente, como un armario, y déjelos sin tocar durante unos días.

              Qué pasó

              La tasa de crecimiento de bacterias en sus platos dependerá de la temperatura y otros factores. Verifique sus cultivos después de un par de días, pero probablemente querrá esperar de 5 a 7 días antes de registrar sus datos. Verá múltiples puntos redondos de crecimiento que son colonias de bacterias. Puede haber varios tipos de bacterias creciendo en los platos. Los diferentes tipos de colonias tendrán diferentes colores y texturas.

              Para cada prueba de jabón, cuente y registre la cantidad de colonias de bacterias en cada plato. Para ver qué tan efectivo fue cada jabón, divida el número de colonias en el plato de prueba por el número de colonias en el plato de control, luego reste el resultado de 1 y escriba la respuesta como un porcentaje. Por ejemplo, si su plato de control tenía 100 colonias y su plato de prueba de jabón tenía 30, el jabón eliminó el 70% de las bacterias: 1 - (30 ÷ 100) = .7 = 70%

              Según sus resultados, ¿qué tipo de jabón fue el más eficaz para eliminar las bacterias? ¿El jabón & # 8220antibacterial & # 8221 realmente funciona mejor que el jabón normal? ¿Qué tan bien funcionó lavarse las manos con agua sin jabón? ¿Qué otras pruebas podría hacer para determinar qué jabones y métodos de lavado de manos son más efectivos para eliminar las bacterias?

              Experimento 4: Bacterias en el aire

              Necesita dos platos de cultivo para este experimento, en el que demostrará cómo los agentes antibacterianos (como los antibióticos y los limpiadores domésticos) afectan el crecimiento de las bacterias.

              Deje los platos sin tapa en un lugar a temperatura ambiente. Deje los platos de cultivo expuestos durante aproximadamente una hora.

              Mientras espera, corte pequeños cuadrados de papel (el papel secante funciona bien), etiquételos con los nombres de los antibacterianos que va a probar (por ejemplo, & # 8216L & # 8217 para Lysol, & # 8216A & # 8217 para alcohol, etc. ) y sumerja cada uno en un producto químico doméstico diferente que desee probar para determinar sus propiedades antibacterianas. Si tiene tiempo, también puede experimentar con agentes antibacterianos naturales, como aceite de árbol de té o pimiento rojo. Limpie cualquier exceso de líquido y use unas pinzas para colocar cada uno de los cuadrados en un lugar diferente en uno de los platos de cultivo. El segundo plato de cultivo es su & # 8216control. & # 8217. Le mostrará cómo se ve un cultivo de bacterias del aire sin agentes químicos.

              Guarde los platos (con las tapas colocadas) en un lugar oscuro, como un armario, donde no los toquen durante unos días. Después de 3-7 días, tome ambos platos de cultivo y observe cuidadosamente el crecimiento de bacterias en cada plato, dejando las tapas puestas. Las bacterias serán visibles en pequeños grupos de colores. Tome notas de sus observaciones y haga dibujos. También puede responder a las siguientes preguntas. En el cultivo de control, ¿qué parte del plato está cubierto de bacterias? En el cultivo de prueba de sensibilidad al cuadrado, ¿Han cubierto las bacterias este plato en la misma medida que el cultivo de control? ¿Qué efecto ha tenido cada uno de los productos químicos en el crecimiento de las bacterias? ¿Un químico en particular mató a la bacteria o simplemente inhibió su crecimiento?

              • Para un estudio más a fondo, puede usar un juego de discos de antibióticos para ver qué pueden hacer los diferentes antibióticos contra las bacterias.
              • Para un proyecto más avanzado, aprenda cómo la tinción de Gram se relaciona con el uso de antibióticos.

              Experimento 5: yogur casero

              Generalmente, cuando la gente piensa en & # 8216bacterias & # 8217, piensa en gérmenes dañinos. Sin embargo, no todas las formas de bacterias son malas.
              Puede disfrutar de un sabroso producto de bacterias buenas haciendo un lote de yogur en casa.

              Necesitará usar un entrante (disponible en supermercados o tiendas naturistas), o bien una taza de yogur natural sin sabor que contenga cultivos vivos. (Si contiene cultivos vivos, lo dirá en el recipiente).

              Caliente lentamente cuatro tazas de leche hasta que esté caliente, pero no hirviendo ni hirviendo. La temperatura debe rondar los 95-120 grados para matar algunas de las bacterias dañinas. Deje enfriar un poco hasta que la leche esté tibia y luego agregue una taza de yogur activo o el entrante.

              Coloque la mezcla en un tazón grande (o frascos de vidrio) y cubra.Asegúrese de que el recipiente o los frascos estén esterilizados antes de usarlos pasándolos por el lavavajillas o lavándolos con agua muy caliente.

              Hay dos métodos diferentes para cultivar la mezcla de yogur: puede colocar el recipiente o los frascos cubiertos en una hielera de plástico limpia y llenar la hielera con agua caliente hasta justo debajo de la parte superior de los recipientes de cultivo. Con este método, deberá volver a llenar ocasionalmente la hielera con agua caliente, para que la temperatura del yogur se mantenga constante. El otro método consiste en envolver los recipientes en una almohadilla térmica y toallas, colocando la almohadilla térmica a fuego medio o bajo.

              Revise la mezcla después de calentar durante 3 1/2 a 4 horas. Debe estar & # 8216 configurado & # 8217 y tener una consistencia suave y cremosa similar al yogur comprado en la tienda. Si la mezcla aún no está preparada, caliéntela durante otras 1-2 horas. Cuando tenga la consistencia adecuada, agregue un poco de saborizante, como extracto de vainilla, jarabe de chocolate o bayas, y guarde el yogur en el refrigerador. Debe conservarse durante un par de semanas. Por seguridad, le sugerimos que no coma ningún yogur que se haya separado o tenga una consistencia no típica.


              Funciones putativas de los nanotubos

              Numerosos estudios han identificado varios roles posibles para los nanotubos bacterianos, que los investigadores han observado en diferentes condiciones de crecimiento.

              Especies encontradas

              Condiciones de cultivo

              Transferencia de materiales (ARN, proteínas, aminoácidos, toxinas)

              Bacillus megaterium, B. subtilis, Clostridium acetobutylicum*, Desulfovibrio vulgaris*, MI. coli,
              enteropatógeno E. coli, estafilococo aureus

              Medios sólidos o líquidos, según estudio

              Adhesión a células de mamíferos

              Adhesión a nanopilares y formación de biopelículas

              Respuesta al estrés en células moribundas sometidas a presión

              Cuando se trata de nanotubos, Pospíšil y Kost usaron medios líquidos, mientras que el laboratorio de Ben-Yehuda cultivó las bacterias en placas de agar sólido. Ni Pospíšil ni Kost pudieron observar nanotubos de bacterias cultivadas en medios sólidos, mientras que el laboratorio de Ben-Yehuda no pudo verlos en células en medios líquidos. Kost atribuye diferentes resultados experimentales a las especies bacterianas que maneja cada laboratorio: el laboratorio de Ben-Yehuda trabaja B. subtilis, que es una bacteria del suelo y prefiere superficies sólidas, mientras que el laboratorio de Kost trabaja en E. coli, a la que le gustan los cultivos líquidos.

              Incluso cuando los laboratorios intentan replicar los estudios de los demás, comparar los resultados será complicado, señala Kost. “Tratamos de replicar todos los materiales que usamos lo mejor posible, pero nunca se sabe”, dice, habiendo enfrentado problemas similares al trasladar su propio laboratorio de una universidad a otra. No solo hay variación entre los fabricantes de varios reactivos, explica Kost, sino que las diferencias de lotes entre los productos químicos pueden frustrar los intentos de replicación incluso cuando se utilizan productos idénticos para el crecimiento o la obtención de imágenes de bacterias.

              Estas diferencias también pueden extenderse a cómo los científicos preparan las bacterias para la obtención de imágenes y al tipo de técnica de obtención de imágenes utilizada. Al preparar bacterias para EM, dos de los pasos más comunes son secar las células y luego recubrirlas con metales. “Estas técnicas. . . pueden ser realmente robustos, pero conllevan un riesgo significativo de artefactos ”, dice Merz. También advierte contra la fijación química, una técnica que utiliza productos químicos como el paraformaldehído para "congelar" las células a tiempo, ya que es más probable que genere artefactos. Entre los laboratorios que han observado nanotubos utilizando EM, las modalidades de imagen y las técnicas de preparación de muestras utilizadas han variado ampliamente.

              Soy escéptico de que sean estructuras funcionales reales.

              Las diferentes y a veces contrastantes condiciones requeridas para observar los nanotubos no pasan desapercibidas para los escépticos de los nanotubos. Ariane Briegel, profesora de biología ultraestructural en la Universidad de Leiden, dice que cree que las estructuras que se ven en los EM podrían de hecho ser artefactos de secado, por lo que no se pueden observar de manera consistente. "Creo que hay intercambio [de materiales] entre las células, pero no estoy segura de hasta qué punto confío en que los nanotubos sean reales", dice. El Científico en un correo electrónico. Goley está de acuerdo y agrega que la falta de replicabilidad solo se ha sumado a su escepticismo.

              Pero para Kost, el hecho de que se hayan utilizado una variedad de condiciones para producir nanotubos es evidencia de que efectivamente existen. “Lo que encontré muy alentador es eso. . . hay tantos laboratorios que informan fenómenos muy, muy similares ". De hecho, la aparente ubicuidad de los nanotubos lo ha impulsado a seguir adelante. En 2019, su grupo descubrió que el transporte de aminoácidos a través de nanotubos bacterianos era unidireccional: los nanotubos que se originaron a partir de la bacteria A transportarían materiales de la bacteria A a la bacteria B, pero no al revés. Esto implica que los nanotubos proporcionan un elemento de control y no son solo tubos que conectan los citoplasmas de dos células.

              Kost dice que los estudios en curso en su laboratorio indican que los nanotubos podrían no ser solo mediadores, sino instigadores clave de la cooperación bacteriana. En un trabajo inédito, el laboratorio ha observado que la mera presencia de nanotubos hace que las células elijan estrategias cooperativas sobre la competencia, dice. “Esto cambió por completo la forma en que veo las interacciones ecológicas. Esto parece sugerir que estos nanotubos son la clave para que la cooperación evolucione ”.

              Mientras tanto, el grupo de Ben-Yehuda ha continuado desenterrando detalles de la formación de nanotubos. Los investigadores descubrieron recientemente, por ejemplo, que las bacterias productoras de nanotubos primero envían activadores de hidrolasa a las células receptoras, que desencadenan la remodelación de la pared celular para permitir que los nanotubos penetren y envíen otro material. De alguna manera, las células también parecen dirigir a dónde van los nanotubos, dice Ben-Yehuda. “Pueden crecer en cualquier lugar del espacio, ¿no? [Pero] siempre crecen directamente el uno hacia el otro. . . . Eso me hace sugerir que no es aleatorio ".

              Pospíšil no ve este tipo de direccionalidad en los nanotubos que se extienden desde sus bacterias moribundas, pero ha observado una preferencia en las regiones de donde emergen los nanotubos. En alargado verticalmente B. subtilis células, Pospíšil ha observado que los nanotubos se producen principalmente a partir de los polos de las células (la parte superior e inferior), en lugar de a lo largo de los lados.

              Tim Errington, director de investigación del Center for Open Science (COS), señala que los resultados contrastantes no siempre son malos. "Diferentes puntos de vista [son] exactamente lo que quieres en la ciencia, porque no debes [simplemente] aceptar algo que estás diciendo. . . . Tienes que seguir revisándolo ". Una de las formas en que Errington piensa que las diferencias con respecto a los nanotubos bacterianos se pueden resolver es a través de un método conocido como colaboración contradictoria, donde dos laboratorios con hipótesis opuestas se "comprometen previamente" con un conjunto de experimentos diseñados para probar la replicabilidad, hacer los experimentos y luego comparar resultados.

              Ben-Yehuda permanece imperturbable por los hallazgos de Pospíšil y está emocionado de explorar la miríada de preguntas sin respuesta sobre los nanotubos bacterianos. “A lo largo de los años, establecimos que son reales y están ahí, aunque algunas personas piensan que no lo son. La ciencia es un maratón y estamos corriendo un maratón, no un sprint ".


              Ver el vídeo: Explicación básica reino bacteria 1ºESO (Agosto 2022).