CRECIMIENTO BACTERIANO 2010

8/6/2019 CRECIMIENTO BACTERIANO 2010

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Prof. Aurico Sousa FonsecaProf. Aurico Sousa Fonseca

Ctedra de Microbiologa eCtedra de Microbiologa eInmunologaInmunologa

F.C.V.F.C.V. -- U.C.V.U.C.V.


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+ 95% Peso Seco Macroelementos Componentes de hidratos de carbono,

lpidos, protenas y cidos nucleicos C, O, H, N, S y P

Cationes y diversas funciones K+ Actividad enzimtica (sntesis proteica)

Ca2+ Termoresistencia de las endosporas

Mg2+ Cofactor enzimtico, forma complejoscon ATP y estabiliza ribosomas y membranas

Fe2+ Forma parte de los citocromos y escofactor de enzimas y protenastransportadoras de electrones.


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Oligoelementos microelementos Difcil demostrar la necesidad de un oligoelemento Las bacterias requieren cantidades tan pequeas

que son suficientes contaminantes presentes en: Agua Recipientes para cultivo Componentes habituales del medio

Parte de enzimas y cofactores, facilitan catlisisde reacciones y mantenimiento de la estructura de

protenas Mn2+ Facilita transferencia de grupos fosfato Zn2+ Centro activo de algunas enzimas Co2+ Componente de la vitamina B12 Mo2+ Necesario para fijar nitrgeno


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Clasificacin de elementos segnClasificacin de elementos segnnecesidades nutricionales bacterianasnecesidades nutricionales bacterianas Principales:Principales:

C, O, H, N, S y PC, O, H, N, S y P Necesarios en cantidad de gr/L medio de cultivoNecesarios en cantidad de gr/L medio de cultivo

Secundarios:Secundarios: KK++, Ca, Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, Fe, Fe2+2+

Necesarios en cantidad de mgr/L medio de cultivoNecesarios en cantidad de mgr/L medio de cultivo

Oligoelementos:Oligoelementos: MnMn2+2+,, ZnZn2+2+,, CoCo2+2+,, MoMo2+2+, Ni y Cu, Ni y Cu Necesarios en cantidad deNecesarios en cantidad de QQgr/L medio de cultivogr/L medio de cultivo

Elementos especialesElementos especiales Bacterias de lagos salinos y ocanos Bacterias de lagos salinos y ocanos oo [[NaNa++]]


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Necesidades de C, H y O suelencubrirse al mismo tiempo C p Construir esqueleto de todas las

molculas orgnicas Aportan O e H Excepcin CO2

Prototrofop Precisa los mismos nutrientes que los de su

especie

Auxotrofop M.O. mutado que carece de la capacidad de

para sintetizar un nutriente esencial y por ellodebe obtenerlo, o a su precursor, del medio

Ejemplo: Necesidad de aminocido especfico


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Se obtienen de los mismos nutrientesque aportan carbono y de fuentesinorgnicas Nitrgeno

Sintetizar aa, purinas, pirimidinas,carbohidratos, lpidos y otras sustancias Amonio, nitrato, nitrgeno atmosfrico

Fsforo Sintetizar cidos nucleicos, fosfolpidos,

nucletidos (ATP), cofactores, protenas y

componentes celulares. Fosfato inorgnico Niveles bajos limitan el crecimiento

Azufre Sintetizar aa cisteina y metionina, hidratos de

carbono, biotina y tiamina

Sulfato y formas reducidas de azufre (cisteina)


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Compuestos orgnicos que sonnecesarios porque son componentescelulares esenciales, o susprecursores, y no pueden sintetizarsepor el organismo


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Principales clases de Fact. de Crec. Aminocidos

Sntesis de Protenas

Purinas y pirimidinas Sntesis de cidos nucleicos

Vitaminas Molculas orgnicas pequeas que forman

la totalidad o parte de los cofactoresenzimticos

Solo se requieren pequeas cantidades

Otros factores Grupo Hemop Haemophilus influenzae

Colesterolp Mycoplasma spp


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Algunos microorg.

requieren muchasvitaminas

Enteroccocusfaecalis

8 vitaminas

Leuconostocmesenteroides Todos los aa,

purinas y

pirimidinas

Adicin de sustanciascomplejas y baratasque aportanprcticamente todoslos fact. crecimiento

Peptona o extracto delevadura


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Utilizacin de nutrientes p Captacin

Mecanismos de captacin deben:

Ser especficos Transportar desde soluciones diluidas encontra de un gradiente de concentracin

Atravesar la membrana plasmticaselectivamente permeable

Principales mecanismos de transporte Difusin facilitada

Transporte activo

Translocacin de grupos


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Las molculas sedesplazan desde unaregin deconcentracinelevada a otra conmenor concentracin,

debido a unaagitacin trmicaaleatoria

Depende de ladiferencia degradiente entre el

exterior de la clula ysu interior Proceso poco eficaz

que requiere ungradiente deconcentracin

elevado


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Intervienen protenastransportadoras Permeasas Une tantas molculas

de soluto como seaposible

Movimiento dirigido porgradiente deconcentracin

No necesita un aporteadicional de energa

No parece importante enprocariotas Transporte Glicerol

E.coli Pseudomona Bacillus, Salmonella

typhimurium


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Transporte de molculasen contra de un gradientede concentracin

Efecto de saturacin deltransportador enconcentraciones de solutoelevadas

Se diferencia de la DF: Uso de energa

metablica Capacidad de

concentrar sustancias Simporte

Transporte combinadode sustancias en lamisma direccin

Antiporte Transporte combinado

en el que las sustanciasse desplazan endirecciones opuestas


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Las molculas son transportadas al interior celulardespus de alterarse qumicamente

Sistema fosfotransferasa de azcares Enzima I, Protena termoestable de bajo peso

molecular, Enzima II (a, b y c)


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Sustancias o complejosde sustancias naturales oartificiales, lquidas,

slidas o semislidas,que proporcionan a losmicroorganismos losprincipios nutritivos

indispensables para sucrecimiento yreproduccin


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Clasificacin segn sucomposicin Medios sintticos o definidos Medios semi-sintticos

Medios complejos Clasificacin segn su utilidad

Medios bsicos ordinarios osimples

Medios enriquecidos

Medios selectivos Medios diferenciales Medios especiales Medios de enriquecimiento Medios de transporte


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Cultivo puro: Poblacin de clulas que procede de una nicaclula, para caracterizar una especie individual

Colonia: Formacin o agrupacin macroscpicamente

visible de microorganismos en un medio slido


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Tamao Forma Elevacin Mrgenes Brillo Densidad Consistencia Color Cambios en

el medio


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Aumento de los constituyentescelulares Origina un incremento en nmero

de clulas cuando estas semultiplican por procesos comogemacin o fisin binaria.

La bacteriologa estudia el

crecimiento siguiendo los cambiosobservados en el nmero total dela poblacin


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FASE DE LATENCIA Sntesis de componentes estructurales

Edad del inoculo y diferencias entre medios deprocedencia y destino.

FASE EXPONENCIAL Crecen y se dividen hasta el nivel mximoposible en funcin de:

Potencial gentico Tipo de medio

Condiciones en que crece La velocidad de crecimiento es constante Divisiones a intervalos regulares Poblacin ms uniforme qumica y

fisiolgicamente


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FASE ESTACIONARIA El crecimiento de la poblacin cesa Poblacin aproximada de 109 cel/ml Nmero total de MO viables permanece

constante Factores que originan la entrada de fase

estacionaria

FASE DE MUERTE Cambios ambientales perjudiciales

Privacin de nutrientes Acumulacin de residuos txicos

La muerte de una poblacin bacteriana eslogaritmica

Vlido aun cuando el nmero de clulaspermanece constantep no se lisen despus demorir


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Para que sirve conocer la velocidadde crecimiento bacteriano durante lafase exponencial? Investigacin bsica fisiolgica y

ecolgica y solucin de problemasindustriales aplicados

Cada MO se divide a intervalosconstantes Tiempo de generacin o duplicacin


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Determinacin del tiempo de generacin


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k= Constante de la velocidad

media de crecimiento


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Formas de cuantificarel crecimientomicrobiano para

determinar lavelocidad delcrecimiento y eltiempo de generacin

Se puede medir: Nmero de clulasen la poblacin

Masa celular


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Cmaras derecuento Contadores

electrnicos Microscopa de

fluorescencia Siembra en

placa porextensin

Siembra enplaca enprofundidad

Siembra apartir de filtros


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i i l

i it r i

i il ti

tl l r


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La cantidad demasa microbianaproducida a partirde un nutriente se

puede expresar porel rendimiento delcrecimiento (Y) Solo se emplea

parte del ATPgenerado en labiosntesis

La mayor parte seutiliza en eltransporte,movimiento y otrosprocesos


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Los MO sepueden cultivaren un sistemaabierto en elque se aportanlos nutrientes yse retiran losresiduos deforma constante


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Un sistema de cultivocontinuo es un

sistema abierto quepuede mantener unapoblacin microbianaen fase logartmica

Existen dos tipos: Quimiostato

Turbidostato


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El crecimiento exponencial esequilibrado Los componentes celulares se sintetizan

a una velocidad constante, unosrespecto de otros

Los cambios en la condiciones decultivo ocasiona un crecimiento

desequilibrado Parte de los nutrientes disponibles seemplean para aportar la energa demantenimiento


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Solutos y actividad de agua

pH Temperatura

Concentracin de oxgeno

Presin

Radiacin


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Las bacterias poseenuna pared celular rgiday son hipertnicosrespecto del hbitat,

debido a solutos comoaminocidos, alcoholesde azcares e ionespotasio

La cantidad de agua

realmente disponiblepara losmicroorganismos seexpresa en trminos deactividad del agua (aw).


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La mayora de losmicroorganismos no crecebien en medios con unaactividad del agua inferior a0.98, debido a la plasmlisis

y los efectos asociados Organismos osmotolerantes Pueden sobrevivir e incluso

desarrollarse intensamenteen medios con valores bajosde aw

Los halfilos requierenrealmente altasconcentraciones de clorurosdico para crecer.


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Cada especie demicroorganismo tiene unpH ptimo de crecimiento

Pueden clasificarse enacidfilos, neutrfilos o

alcalfilos. Los microorganismos

pueden alterar el pH de suambiente, y la mayora delos medios de cultivo

deben contenersolucionesamortiguadoras paraestabilizar el pH.


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Los microorganismos poseen rangosdiferentes de temperatura para sucrecimiento, con una mnima, una mxima(temperaturas cardinales) y una ptima

Estos rangos estn determinados porlos efectos de latemperatura:

Velocidad de

catlisis Desnaturalizacin

de las protenas

Alteracin demembranas.


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Existen cinco tipos principales de

microorganismos respecto de las

preferencias de temperatura:


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Los microorganismos se pueden clasificaren al menos cinco categoras diferentes,segn su respuesta a la presencia de O2:

Aerobios obligados

Anaerobios facultativos

Anaerobios aerotolerantes Anaerobios estrictos u obligados

Microaerfilos


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El oxgeno puede convertirse en txico porla produccin de perxido de hidrgeno ylos radicales superxido e hidroxilo.

stos se destruyen por las enzimassuperxido dismutasa y catalasa.


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Campana de trabajoanaerbico

y estufa de incubacin

Sistema anaerbico GasPak


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La mayora de los

microorganismosestudiadosp ciclo vitalsobre la tierra o en lasuperficie del agua 1 atmsfera de presin

Profundidades marinas

p 75% del volumentotal de los ocanos 600 a 1100 atmsferas

En funcin a la Presinlos MO pueden ser:Barotolerantes

Toleran presiones

elevadasBarfilos

Precisan de unapresin elevada paraalcanzar uncrecimiento ptimo.


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La radiacin de alta energa o delongitud de onda corta daa a los

microorganismos de varias maneras.La radiacin ionizante, rayos X y gamma Ioniza molculas Destruye el DNA y otros componentes

celulares.


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La radiacin ultravioleta (UV) induce laformacin de dmeros de timina y la

rotura de cadenas en el DNA. Este dao se puede reparar mediante

mecanismos de fotorreactivacin oreactivacin oscura.


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Luz visible esenormementebeneficiosaporque es lafuente deenerga de lafotosntesis

La luz visiblepuede aportarenerga parala formacin

de oxgeno enforma desinglete, quedestruye a lasclulas.


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Gracias por su atencin

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