Nutricion Bacteriana
Cualquier ser vivo, por su actividad vital (crecimiento, mantenimiento y reproducción) requiere continuos aportes de energía para reponer las pérdidas y, para que todo el sistema pueda funcionar. La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para crecer. Dichas sustancias se denominan nutrientes, y se requieren para los dos objetivos que comprende el metabolismo:

1. fines energéticos o catabolismo (reacciones de mantenimiento)
2. fines biosintéticos o anabolismo (reacciones plásticas ).

Las biosíntesis de nuevos componentes celulares son procesos que requieren energía procedente del medio ambiente. Anteriormente señalamos los principales modos de captación y obtención de energía existentes en las bacterias.
El estudio de la nutrición microbiana se puede desglosar en varios apartados: así, podemos considerar los tipos de nutrientes requeridos, los aspectos cuantitativos, e incluso podemos abordar los aspectos ambientales (en cuyo caso entramos dentro del campo de la Ecofisiología). Igualmente podemos estudiar la aplicación práctica de la nutrición bacteriana, que se plasma sobre todo en el diseño de medios de cultivo para manejar los microorganismos en el laboratorio.
Es importante tener claros desde el principio una serie de conceptos y nomenclaturas relacionados con los principales tipos de nutrición bacteriana. Puesto que, como acabamos de ver, la nutrición presenta un aspecto de aprovisionamiento de energía y otro de suministro de materiales para la síntesis celular, podemos hablar de dos "clasificaciones" de tipos de nutrición:
Desde el punto de vista de los fines de aprovisionamiento de energía, las bacterias se pueden dividir en:

1. litotrofas (del griego lithos = piedra): son aquellas que sólo requieren sustancias inorgánicas sencillas (SH₂ , S0, NH₃, NO₂^-, Fe, etc.).
2. organotrofas: requieren compuestos orgánicos (hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, proteínas, ......).

Desde el punto de vista biosintético (o sea, para sus necesidades plásticas o de crecimiento), las bacterias se pueden dividir en:

1. autótrofas: crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgánicas sencillas. Ahora bien, habitualmente el concepto de autotrofía se limita a la capacidad de utilizar una fuente inorgánica de carbono, a saber, el CO₂.
2. heterótrofas: su fuente de carbono es orgánica (si bien otros elementos distintos del C pueden ser captados en forma inorgánica).

Otros conceptos:

	autótrofas estrictas: son aquellas bacterias incapaces de crecer usando materia orgánica como fuente de carbono.
	mixótrofas son aquellas bacterias con metabolismo energético litótrofo, pero requieren sustancias orgánicas como nutrientes para su metabolismo biosintético.

Sean autótrofas o heterótrofas, todas las bacterias necesitan captar una serie de elementos químicos, que se pueden clasificar (según las cantidades en que son requeridos) como

	macronutrientes (C, H, O, N, P, S, K, Mg)
	micronutrientes o elementos traza (Co, Cu, Zn, Mo...)

En la naturaleza, estos elementos se encuentran combinados, formando parte de sustancias orgánicas y/o inorgánicas. Algunos de los nutrientes serán incorporados para construir macromoléculas y estructuras celulares; otros solo sirven para la producción de energía, y no se incorporan directamente como material celular; finalmente, otros pueden ejercer ambos papeles.
El mundo bacteriano, como conjunto, exhibe una gigantesca versatilidad metabólica de uso de nutrientes: desde autótrofos que obtienen su carbono por reducción del CO₂ y los demás elementos a partir de fuentes igualmente inorgánicas, hasta heterótrofos capaces de usar amplia gama de fuentes orgánicas de carbono.
A su vez, dentro de los heterótrofos, podemos encontrar muchos tipos de nutrición muy distintos, desde bacterias metilotrofas que sólo usan metano o metanol como fuente de carbono y energía, hasta los muy versátiles Pseudomonas, que pueden recurrir a degradar más de 100 tipos de fuentes de C, incluyendo sustancias tan "exóticas" como hidrocarburos alifáticos y cíclicos. De cualquier modo, entre los heterótrofos, una de las fuentes más típicas de carbono consiste en glucosa.

En los heterótrofos- organotrofos, los sustratos carbonados (con un nivel de oxidación no muy distinto del material celular -CH₂O-) entran simultáneamente al:

	metabolismo energético (o catabolismo, donde la fuente de C se transforma en CO2, o en CO2 junto con otras sustancias no totalmente oxidadas);
	metabolismo plástico (anabolismo = biosíntesis de nuevo material celular).

Aunque dentro del mundo de los procariotas se encuentre tanta variedad de nutriciones, las bacterias que pueden nutrirse solamente de sustancias inorgánicas sencillas (H₂O, CO₂, N₂, NO₃^--, NH₃, SO₄⁼, fosfatos, etc.) son minoría, pero sus procesos metabólicos son muy interesantes. De hecho, existen tipos metabólicos que sólo han evolucionado en procariotas.

Como paradigma de esto citaremos los microorganismos quimioautótrofos (o quimiolitoautótrofos): obtienen su energía de la oxidación de sustancias inorgánicas sencillas, el carbono procede del CO₂, y el resto de elementos a partir de sales inorgánicas, por lo que pueden vivir en soluciones de sales minerales.

Lo habitual, sin embargo, es que muchas bacterias recurran, siempre que puedan, a tomar del medio ciertos compuestos más complejos, ya que carecen de ciertas rutas biosintéticas.

CLASES DE NUTRIENTES

Podemos clasificar los nutrientes en las siguientes categorías:

1. universales: agua, CO₂, fosfatos y sales minerales;
2. particulares
3. factores de crecimiento

NUTRIENTES PARTICULARES

Se trata de elementos que pueden ser cubiertos de modo muy distinto, dependiendo del tipo de bacteria que consideremos. Concretamente, los elementos N y S (que requieren todos los seres vivos) pueden ser captados por las bacterias de modos muy distintos, dependiendo de sus capacidades biosintéticas.

Tanto el N como el S se encuentran en la célula en estado reducido:

	el radical -NH2 forma parte de los aminoácidos (que a su vez son los sillares de las proteínas) y de las bases nitrogenadas (que participan en los ácidos nucleicos y en algunas coenzimas);
	el radical -SH interviene en determinados aminoácidos y en coenzimas como la CoA.

¿En qué formas químicas entran N y S a las bacterias?

La mayoría de bacterias fotosintéticas y muchas heterotrofas asimilan estos elementos en forma combinada inorgánica oxidada:

	como NO3--, merced a la actuación secuencial de nitrato- reductasas y nitrito- reductasas asimilatorias
	como SO4=. Este sulfato se activa con ATP, y luego se reduce hasta sulfito y finalmente sulfhídrico, que ya tiene el estado de reducción adecuado para la incorporación del S.

Muchas bacterias heterótrofas pueden usar alguna forma reducida:

	de N inorgánico: amonio (NH4+)
	de S inorgánico: sulfuros (S=, SH-)
	de N orgánico: aminoácidos, péptidos
	de S orgánico: cisteína.

Muchas de las bacterias que pueden usar amonio como única fuente de nitrógeno también pueden usar nitratos.

Nutrición bacteriana Buscar en el sitio: CONCEPTOS BÁSICOS | CLASES DE NUTRIENTES | NUTRIENTES UNIVERSALES | NUTRIENTES PARTICULARES | FIJACIÓN DE NITRÓGENO | FACTORES DE CRECIMIENTO | MEDIOS DE CULTIVO |GLOSARIO | BIBLIOGRAFÍA |  AUTO- EVALUACIÓN [ Principal ] [ Arriba ] [ Procariotas ] [ Nucleoide bacteriano ] [ Citoplasma bacteriano ] [ La Pared bacteriana ][ Flagelos y pili ] [ Sustancias de reserva ] [ Endósporas ] [ Cápsulas y Limos ] [ Pigmentos ] [ Nutrición ][ Bacterias relevantes ] [ Escherichia coli ] [ Mecanismo invasivo de Salmonella ] [ Identificación de bacterias por PCR ][ Autoevaluación ] [ Las Arqueobacterias ] [ MICROBIOLOGIA de IAÑEZ ] CONCEPTOS BÁSICOS Cualquier ser vivo, por su actividad vital (crecimiento, mantenimiento y reproducción) requiere continuos aportes de energía para reponer las pérdidas y, para que todo el sistema pueda funcionar. La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para crecer. Dichas sustancias se denominan nutrientes, y se requieren para los dos objetivos que comprende el metabolismo: fines energéticos o catabolismo (reacciones de mantenimiento) fines biosintéticos o anabolismo (reacciones plásticas ). Las biosíntesis de nuevos componentes celulares son procesos que requieren energía procedente del medio ambiente. Anteriormente señalamos los principales modos de captación y obtención de energía existentes en las bacterias.El estudio de la nutrición microbiana se puede desglosar en varios apartados: así, podemos considerar los tipos de nutrientes requeridos, los aspectos cuantitativos, e incluso podemos abordar los aspectos ambientales (en cuyo caso entramos dentro del campo de la Ecofisiología). Igualmente podemos estudiar la aplicación práctica de la nutrición bacteriana, que se plasma sobre todo en el diseño de medios de cultivo para manejar los microorganismos en el laboratorio. Es importante tener claros desde el principio una serie de conceptos y nomenclaturas relacionados con los principales tipos de nutrición bacteriana. Puesto que, como acabamos de ver, la nutrición presenta un aspecto de aprovisionamiento de energía y otro de suministro de materiales para la síntesis celular, podemos hablar de dos "clasificaciones" de tipos de nutrición: Desde el punto de vista de los fines de aprovisionamiento de energía, las bacterias se pueden dividir en: litotrofas (del griego lithos = piedra): son aquellas que sólo requieren sustancias inorgánicas sencillas (SH2 , S0, NH3, NO2-, Fe, etc.). organotrofas: requieren compuestos orgánicos (hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, proteínas, ......). Desde el punto de vista biosintético (o sea, para sus necesidades plásticas o de crecimiento), las bacterias se pueden dividir en: autótrofas: crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgánicas sencillas. Ahora bien, habitualmente el concepto de autotrofía se limita a la capacidad de utilizar una fuente inorgánica de carbono, a saber, el CO2. heterótrofas: su fuente de carbono es orgánica (si bien otros elementos distintos del C pueden ser captados en forma inorgánica). Otros conceptos: autótrofas estrictas: son aquellas bacterias incapaces de crecer usando materia orgánica como fuente de carbono. mixótrofas son aquellas bacterias con metabolismo energético litótrofo, pero requieren sustancias orgánicas como nutrientes para su metabolismo biosintético. Sean autótrofas o heterótrofas, todas las bacterias necesitan captar una serie de elementos químicos, que se pueden clasificar (según las cantidades en que son requeridos) como macronutrientes (C, H, O, N, P, S, K, Mg) micronutrientes o elementos traza (Co, Cu, Zn, Mo...) En la naturaleza, estos elementos se encuentran combinados, formando parte de sustancias orgánicas y/o inorgánicas. Algunos de los nutrientes serán incorporados para construir macromoléculas y estructuras celulares; otros solo sirven para la producción de energía, y no se incorporan directamente como material celular; finalmente, otros pueden ejercer ambos papeles.El mundo bacteriano, como conjunto, exhibe una gigantesca versatilidad metabólica de uso de nutrientes: desde autótrofos que obtienen su carbono por reducción del CO2 y los demás elementos a partir de fuentes igualmente inorgánicas, hasta heterótrofos capaces de usar amplia gama de fuentes orgánicas de carbono. A su vez, dentro de los heterótrofos, podemos encontrar muchos tipos de nutrición muy distintos, desde bacterias metilotrofas que sólo usan metano o metanol como fuente de carbono y energía, hasta los muy versátiles Pseudomonas, que pueden recurrir a degradar más de 100 tipos de fuentes de C, incluyendo sustancias tan "exóticas" como hidrocarburos alifáticos y cíclicos. De cualquier modo, entre los heterótrofos, una de las fuentes más típicas de carbono consiste en glucosa.En los heterótrofos- organotrofos, los sustratos carbonados (con un nivel de oxidación no muy distinto del material celular -CH2O-) entran simultáneamente al: metabolismo energético (o catabolismo, donde la fuente de C se transforma en CO2, o en CO2 junto con otras sustancias no totalmente oxidadas); metabolismo plástico (anabolismo = biosíntesis de nuevo material celular). Aunque dentro del mundo de los procariotas se encuentre tanta variedad de nutriciones, las bacterias que pueden nutrirse solamente de sustancias inorgánicas sencillas (H2O, CO2, N2, NO3--, NH3, SO4=, fosfatos, etc.) son minoría, pero sus procesos metabólicos son muy interesantes. De hecho, existen tipos metabólicos que sólo han evolucionado en procariotas. Como paradigma de esto citaremos los microorganismos quimioautótrofos (o quimiolitoautótrofos): obtienen su energía de la oxidación de sustancias inorgánicas sencillas, el carbono procede del CO2, y el resto de elementos a partir de sales inorgánicas, por lo que pueden vivir en soluciones de sales minerales. Lo habitual, sin embargo, es que muchas bacterias recurran, siempre que puedan, a tomar del medio ciertos compuestos más complejos, ya que carecen de ciertas rutas biosintéticas. CLASES DE NUTRIENTES Podemos clasificar los nutrientes en las siguientes categorías: universales: agua, CO2, fosfatos y sales minerales; particulares factores de crecimiento NUTRIENTES UNIVERSALES EL AGUA Las bacterias necesitan grandes cantidades de agua. De hecho, salvo excepciones, se pueden considerar como organismos acuáticos. Requieren cierto grado de humedad para crecer. Desde el punto de vista de sus posibles papeles, el agua es: el principal constituyente del protoplasto bacteriano; el medio universal donde ocurren las reacciones biológicas; un reactante en exceso (es decir, un producto resultante de algunas reacciones bioquímicas). Las fuentes de agua pueden ser: endógena: procedente de procesos de oxido-reducción; exógena (la más importante): procedente del medio, y que difunde a través de las membranas. Ahora bien, no toda el agua de un ambiente está disponible para la bacteria: Existen determinadas sustancias y superficies que absorben y adsorben (respectivamente), de modo más o menos intenso, moléculas de agua, dejándolas inasequibles a la bacteria. Los solutos disueltos en agua (p. ej. , sales, azúcares) tienen afinidad por las moléculas de H2O que los rodean, por lo que éstas tampoco estarán a disposición del microorganismo. La disponibilidad de agua se mide por un parámetro llamado actividad de agua o potencial de agua, indicativo del agua libre, y que se expresa como aW= PS/PW donde PS es la presión parcial de vapor de agua en la solución problema y PW es la presión parcial de vapor del agua destilada. ¿Cómo medir el potencial de agua de un medio líquido determinado? Se mide la humedad relativa del aire que hay encima del medio (en frascos), y este valor se refiere al valor de 100, que es la humedad del aire encima del agua destilada. O sea, la aW = humedad relativa/100). Las bacterias tienen valores de aW normalmente entre 0.90 y 0.99. Bacterias de hábitats oligotróficos (como Caulobacter, Spirillum) tienen aW cercanos a 1. Bacterias como Escherichia y Streptococcus, que viven en sangre y fluidos corporales, tienen aW de alrededor de 0.995. Bacterias marinas como ciertos Vibrio y Pseudomonas encuentran valores de 0.980. Ciertos bacilos Gram-positivos que resisten mejor la sequedad poseen valores de 0.950. En el extremo de resistencia encontramos ciertas bacterias xerófilas, capaces de vivir a aW muy bajos (en torno a 0.75). Muchas de estas bacterias viven de hecho en medios acuosos, pero donde gran parte del agua no está disponible por las razones arriba citadas: bacterias halófilas extremas, como la arqueobacteria Halobacterium, que habita lagunas hipersalinas; bacterias (y sobre todo, ciertos microorganismos eucarióticos como levaduras) sacarófilas, que viven en jugos y zumos con altas concentraciones de azúcares. EL ANHÍDRIDO CARBÓNICO (CO2) El anhídrido carbónico es requerido por todo tipo de bacterias: Las autótrofas lo requieren como fuente de carbono, y lo reducen usando como fuente de energía la luz (en el caso de las fotoautótrofas) u oxidaciones de determinadas sustancias inorgánicas (los quimioautolitotrofos). Las arqueobacterias metanogénicas pueden usar el CO2 como aceptor de los electrones procedentes de la oxidación del H2, proceso por el que obtienen su energía: CO2 + 4H2 ---------> CH4 + 2H2O ( DG'0<0) Los heterótrofos, aunque no usan el CO2 como fuente de C ni como aceptor de electrones, necesitan pequeñas cantidades para las carboxilaciones en determinadas rutas anabólicas y catabólicas. El origen del CO2 puede ser: endógeno: procedente de descarboxilaciones que ocurren al degradar la fuente orgánica de carbono; exógeno: el CO2 de la atmósfera o disuelto en las soluciones acuosas. Normalmente, las bacterias crecen a la concentración de CO2 atmosférico (0.03%), pero algunas bacterias (Neisseria,Brucella), cuando se aíslan por primera vez, requieren atmósferas enriquecidas, con 5-10% de CO2. Ello parece deberse a que poseen alguna enzima con baja afinidad hacia el CO2; sin embargo, tras varios subcultivos, suelen adaptarse a crecer a tensiones normales. FÓSFORO Suele requerirse en forma de fosfatos, sea orgánicos o inorgánicos. Las bacterias que pueden usar los fosfatos orgánicos (merced a la posesión de fosfatasas) no dependen absolutamente de ellos, ya que pueden recurrir igualmente a los fosfatos inorgánicos. Los fosfatos orgánicos son hidrolizados por fosfatasas extracelulares o (en las Gram-negativas) periplásmicas (p.ej., la fosfatasa alcalina). El fósforo se usa principalmente para la síntesis de los ácidos nucleicos y los fosfolípidos, pero aparece también encoenzimas y en proteínas. SALES MINERALES Las sales minerales son la fuente de aniones (p. ej. el Cl-) y de cationes para la célula. Los siguientes cationes, concretamente, se necesitan en cantidades relativamente grandes: K+, Mg++, Ca++, Fe++.El ión potasio (K+): El ión potasio interviene en la activación de una variedad de enzimas, incluyendo las que participan en la síntesis de proteínas. En Gram-positivas está asociado con los ácidos teicoicos de la pared. El ión magnesio (Mg++): estabiliza ribosomas, membranas y ácidos nucleicos; como cofactor en muchas reacciones, especialmente las que implican transferencia de grupos fosfato. Por ejemplo, en las reacciones que requieren ATP, el Mg++ puede unir la enzima al sustrato durante el mecanismo de acción de la primera. Participa de las clorofilas y bacterioclorofilas de bacterias fotosintéticas. El ión calcio (Ca++): es un cofactor de ciertas enzimas, como proteinasas. El hierro (principalmente como ión ferroso, Fe++) suele estar acomplejado en la naturaleza, formando sales insolubles. Las bacterias disponen de una serie de moléculas, denominadas sideróforos, capaces de captar ese hierro. El hierro: participa en muchas moléculas implicadas en procesos de respiración, como citocromos y ferroproteínas no hémicas (proteínas con Fe-S); interviene como cofactor en ciertas enzimas. forma parte de los magnetosomas, de los cuales depende el comportamiento magnetotáctico capacidad de orientarse en el campo magnético de ciertas bacterias. Se encuentra bajo la forma de magnetita (óxido de hierro ferromagnético) Fe3O4 Aparte de estos iones que se requieren en cantidades relativamente grandes, las bacterias necesitan minúsculas cantidades de otros elementos (oligoelementos), a los que también se denomina como micronutrientes o elementos traza. El manganeso (Mn++) es un cofactor de ciertas enzimas, y a veces puede sustituir al Mg++. El cobalto (Co++) se requiere casi exclusivamente para la vitamina B12 (de hecho, si suministramos esta vitamina al medio, la bacteria se vuelve independiente del Co++ libre). El zinc interviene en la estabilización de complejos enzimáticos como las ADN- y ARN-polimerasas. El molibdeno participa en las llamadas molibdoflavoproteínas, implicadas en la asimilación de nitratos. Por otro lado, participa como cofactor, junto con el Fe, en el complejo nitrogenasa de las bacterias fijadoras de N2atmosférico. El níquel participa en hidrogenasas, enzimas que captan o liberan H2. NUTRIENTES PARTICULARES Se trata de elementos que pueden ser cubiertos de modo muy distinto, dependiendo del tipo de bacteria que consideremos. Concretamente, los elementos N y S (que requieren todos los seres vivos) pueden ser captados por las bacterias de modos muy distintos, dependiendo de sus capacidades biosintéticas.Tanto el N como el S se encuentran en la célula en estado reducido: el radical -NH2 forma parte de los aminoácidos (que a su vez son los sillares de las proteínas) y de las bases nitrogenadas (que participan en los ácidos nucleicos y en algunas coenzimas); el radical -SH interviene en determinados aminoácidos y en coenzimas como la CoA. ¿En qué formas químicas entran N y S a las bacterias? La mayoría de bacterias fotosintéticas y muchas heterotrofas asimilan estos elementos en forma combinada inorgánica oxidada: como NO3--, merced a la actuación secuencial de nitrato- reductasas y nitrito- reductasas asimilatorias como SO4=. Este sulfato se activa con ATP, y luego se reduce hasta sulfito y finalmente sulfhídrico, que ya tiene el estado de reducción adecuado para la incorporación del S. Muchas bacterias heterótrofas pueden usar alguna forma reducida: de N inorgánico: amonio (NH4+) de S inorgánico: sulfuros (S=, SH-) de N orgánico: aminoácidos, péptidos de S orgánico: cisteína. Muchas de las bacterias que pueden usar amonio como única fuente de nitrógeno también pueden usar nitratos. FIJACIÓN DE NITRÓGENO La atmósfera contiene enormes cantidades de nitrógeno no combinado (libre) en estado gaseoso: el nitrógeno molecular o dinitrógeno (N2), que procede de microorganismos denitrificantes (véase el capítulo 15). Sin embargo, esta gran reserva sólo puede servir de fuente de nitrógeno a ciertos procariotas, las llamadas bacterias fijadoras de nitrógeno o diazotrofos. Esta notable capacidad bioquímica no ha evolucionado en eucariotas. (Lo más a que ha llegado la evolución es a seleccionar ciertos tipos de asociaciones simbióticas entre procariotas diazotrofos y ciertos eucariotas). En una época todo el nitrógeno de los seres vivos fue procesado por estas bacterias, que toman el nitrógeno atmosférico (N2) y lo modifican en manera tal que pueden ser utilizados por los organismos vivos como nitratos o amoníaco NH3. Desarrollo de un nódulo en una raíz de ciertas plantas (en general leguminosas) donde viven bacterias en simbiosis con ella  Vía metabólica que fija el nitrógeno atmosférico N2, y lo convierte en amoníaco NH3 La fijación del N2, es un proceso de reducción que convierte el nitrógeno molecular en amoniaco, según la siguiente ecuación: N2 + 8H+ + 8e + 18 ATP -->2NH3 + H2 + 18 (ADP + Pi)Esta reacción está catalizada por un complejo enzimático denominado nitrogenasa o dinitrogenasa, que consta de dos componentes: Componente I o nitrogenasa propiamente dicha; posee un cofactor de hierro y molibdeno (FeMoCo) que forma parte del centro activo. Por ello, a este componente también se le conoce como molibdoferroproteína. (En realidad existen dos copias del cofactor, cuya estequiometría es MoFe7S9-homocitrato) Componente II o nitrogenasa- reductasa, que posee átomos de Fe acomplejados con S de determinadas cisteínas (por lo que este componente se denomina a veces ferroproteína). Dos cosas llaman la atención de la ecuación anterior: Obsérvese que la reacción requiere un gran aporte de energía en forma de al menos 18 ATP (en ocasiones puede llegar a 24 ATP). Ello se debe a que el dinitrógeno (N=N) es una molécula extremadamente inerte (su energía de disociación es de 940 kJ), y su reducción precisa una gran energía de activación para transferirle 6 electrones. Parte de la actividad nitrogenasa (así como ATP y electrones) "se pierden" en reducir dos iones H+ hasta H2. Se desconoce la razón de este "despilfarro", pero se sabe que es un efecto intrínseco de este complejo enzimático. Los electrones para la reducción llegan al complejo por medio de una ferredoxina, que los transfiere al componente II, que queda reducido al tiempo que por cada dos electrones transferidos se hidroliza una molécula de ATP. La nitrogenasa-reductasa reducida se asocia entonces con la nitrogenasa (=componente I), y le transfiere los electrones. Una vez reducida la molibdoferroproteína, ésta transfiere los electrones (y los protones) al N2, hasta convertirlo en dos moléculas de amoniaco. (El centro activo es FeMoCo). Un aspecto muy importante del complejo nitrogenasa es su extrema sensibilidad al oxígeno, de modo que queda rápida e irreversiblemente inactivado por este gas. Ahora bien, esto no significa que la capacidad de diazotrofía esté relegada a bacterias anaerobias, ya que, la evolución ha "inventado" distintas estrategias para proteger a la nitrogenasa en fijadores aerobios como las cianobacterias que han confinado el sistema al interior de células con gruesas paredes (los heterocistos). Debido a lo "caro" que resulta fijar nitrógeno, no es extraño comprobar que este proceso esté regulado de forma muy estricta ante la presencia en el medio de fuentes combinadas de nitrógeno (nitratos, amonio, aminoácidos): la actividad nitrogenasa se ve inhibida ante la presencia de N combinado; ante N combinado, se reprime la transcripción de los genes codificadores de la nitrogenasa y demás funciones relacionadas (genesnif, fijadores de nitrógeno). La nitrogenasa es una enzima relativamente "inespecífica", ya que puede reducir otras pequeñas moléculas provistas de triples enlaces, como cianuros (N=C-) y acetileno (HC=CH). La reducción de acetileno a etileno sirve de base al método más usual de medir la actividad nitrogenasa, el llamado ensayo de reducción del acetileno, que se registra mediante aparatos de cromatografía gaseosa. FACTORES DE CRECIMIENTO Los factores de crecimiento son moléculas orgánicas específicas que, en muy pequeña cantidad, algunas bacterias necesitan para crecer. Salvo excepciones no tienen función plástica (no son sillares de macromoléculas) ni sirven como fuente de energía. Suelen ser coenzimas o sus precursores, vitaminas, que determinadas bacterias no pueden fabricar por sí mismas, al carecer de parte o toda de una ruta biosintética.Ejemplos: las bacterias del género Brucella requieren como factores de crecimiento en sus medios de cultivo la biotina, niacina, tiamina y ácido pantoténico. Haemophilus necesita suplementos de grupos hemo y  piridín-nucleótidos. En la siguiente tabla se muestran algunas de las vitaminas y cofactores requeridos por algunas bacterias: Factor o vitamina Funciones principales p-aminobenzoico (PABA) Precursor del ácido fólico Ácido fólico Metabolismo de compuestos C1, transferencia de grupos metilo. Biotina Biosíntesis de ácidos grasos; fijación de CO2 Cobalamina (vitamina B12) Reducción y transferencia de compuestos C1; síntesis de desoxirribosa Niacina (ácido nicotínico) Precursor del NAD; transferencia de electrones en reacciones redox Riboflavina Precursor de FAD y FMN  Ácido pantoténico Precursor de la CoA Tiamina (vitamina B1) Descarboxilaciones; transcetolasas Complejo B6 (piridoxal, piridoxamina) Transformaciones de aminoácidos y cetoácidos Grupo Vitamina K, quinonas Transportadores de electrones (ubiquinonas) MEDIOS DE CULTIVO Y CONDICIONES DE CRECIMIENTO El conocimiento de la nutrición microbiana permite el cultivo de los microorganismos en el laboratorio. Como acabamos de ver, en general, todos los microorganismos tienen parecidos requerimientos de macro- y micronutrientes, aunque ha quedado claro que la forma en que cada nutriente es captado puede variar mucho entre unas bacterias y otras, así como la cantidad relativa de cada nutriente. Los microbiólogos, en su trabajo cotidiano, están acostumbrados a manejar multitud de "recetas" o fórmulas correspondientes a muchos tipos de medios de cultivo. Un medio de cultivo es una solución acuosa (bien como tal, o bien incorporada a un coloide en estado de gel) en la que están presentes todas las sustancias necesarias para el crecimiento de un (os) determinado (s) microorganismo (s). Los medios de cultivo se pueden clasificar, en primera instancia, en tres grandes tipos: 1) Medios complejos o indefinidos: su composición química exacta se desconoce, ya que son el producto de realizar infusiones y extractos de materiales naturales complejos:Ejemplos: Extracto de carne Extracto de levadura Autolizado de levadura Peptona de carne o de soja Digeridos de caseína (de la leche). Digeridos de embrión de semilla de algodón Con ellos se logra un tipo de medio rico nutricionalmente, aunque indefinido químicamente. Si lo que pretendemos simplemente es obtener un buen crecimiento bacteriano, este tipo de medios es ideal, ya que su confección es fácil y rápida (basta pesar una cierta cantidad del extracto desecado, suministrado por casas comerciales, disolverlo en agua y esterilizar en autoclave, antes de inocular e incubar la bacteria con la que queramos trabajar). Estos medios contienen fuentes variadas de C y N orgánicos, sales minerales y micronutrientes. Sin embargo, con ellos no podemos tener un control nutricional preciso, ya que desconocemos la composición química y proporción exacta de los distintos nutrientes. 2) Medios sintéticos o definidos: se obtienen disolviendo en agua destilada cantidades concretas de distintas sustancias químicas puras, orgánicas y/o inorgánicas. La composición concreta de un medio sintético dependerá de la bacteria que queramos cultivar: lógicamente, un medio definido para una bacteria con grandes capacidades biosintéticas será más sencillo que el medio definido de otra bacteria con menores posibilidades biosintéticas. 3) En tercer lugar, podemos fabricar un tipo de medio "mezcla" de los anteriores, denominado medio semisintético: llevan algunas sustancias químicas cuya naturaleza y cantidad conocemos, junto con sustancias de naturaleza y composición indefinidas. Cualquiera que sea el tipo de medio, de los tres que acabamos de citar, podemos elaborar dos tipos de "versiones", según su estado aparente: medios líquidos medios sólidos: derivan de los líquidos simplemente añadiendo a la solución nutritiva un coloide en estado de gel, que solidifica (da consistencia) a esta solución.