crecimiento microbiano 12

8/19/2019 CRECIMIENTO MICROBIANO 12

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CRECIMIENTO MICROBIANOEl crecimiento se defne como un

incremento en el número de células En procariotas continúa hasta que se

divide en dos nuevas células en unproceso llamado fsión binaria

Cada célula hija recibe un cromosoma

completo y copias sufcientes demacromoléculas, monómeros e ionesinorgánicos para vivir en ormaindependiente

ajo condiciones nutricionales

estables la bacteriaE. coli

puedecompletar su ciclo en 20 minutos El tiempo es variable y depende de

actores nutricionales y genéticos


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CRECIMIENTO POBLACIONAL

!a velocidad de crecimiento es elcambio en el numero de células porunidad de tiempo

El tiempo de generaci n es elrequerido para duplicar una poblaciónde células

Este modelo en el que el número seduplica por unidad de tiempo sedenomina crecimiento e!ponencial

"na caracter#stica es que alcomien$o es bajo y luego incrementa

en una e%plosión del numero decélulas &e utili$a para ensayar el e ecto

positivo o negativo de algúntratamiento sobre el cultivobacteriano


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TIEMPO "E #ENERACION En un cultivo creciendo e%ponencialmente hay una relaci n

directa entre el numero de células presentes en el momentoinicial '( ) * y en un momento determinado del crecimiento

N $ N 0 % 2 n

donde (+ número fnal de células y n+ número de generaciones

El tiempo de generaci n &g' de la población celular se calculacomo g $ t(n

donde t+ horas o minutos

!os tiempos de generación son usados para ensayar e ectospositivos o e ectos negativos


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CICLO PROCARIOTICO -ntiguamente se pensaba que los ciclos bacterianos carec#an de

eventos calve dado que no hay mitosis y la s#ntesis de -.( parec#a

continua durante todo el ciclo En la actualidad se conocen )en menos clave )ase C o de

s#ntesis del -.( 'equivalente a la & eucariótica*/ replicaci n del-.(/ )ase " que termina con el fnal de la división celular 'equivale ala 0 eucariótica* / )ase de intervalo 'similar a la 12 eucariótica*

!as ases C y . son relativamente constantes y cuando disminuye eltiempo de generación 'g* lo hace a e%pensas de la ase 12 3 En el casode E. coli la ase C+ 4) minutos y la ase .+ 5) minutos

Cuanto más rico es un medio , el tiempo de generación es menor ymayor es el tama6o medio de las células

&i se inocula una célula cultivada en un medio pobre 'g+7) min,C8.+ g* a un medio más rico 'g+9: min* se observa la primeradivisión ocurre a los 7)min idéntico al medio anterior , pero el inicio deuna nueva ronda de replicación ocurre antes 'C8. se superponen* yse obtiene un tama6o mayor que en el medio pobre y una masa deinicio mayor


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C*LTI+O, EN ,I,TEMA, CERRA"O, "na población bacteriana presenta un patrón de

crecimiento cuando se inocula en un medio de cultivoresco cerrado 'l#quido o sólido* En estos sistemas la ase e%ponencial de crecimiento

dura sólo unas cuantas generaciones debido alagotamiento de nutrientes y;o acumulación de desechos

En estos sistemas hay una )ase de latencia -)aselag. de retraso mientras las células se ajustan a lasnuevas condiciones es un per#odo de ajuste metabólicoque depende del tama6o del inóculo, bondad del inóculo

'estado metabólico previo* /ase e!ponencial o )ase logar tmica decrecimiento continuo donde se da un crecimientobalanceado no restringido durante unas pocasgeneraciones 'menos de 2)*, el valor de 'g* dependeráde la composición del medio, temperatura, p


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C*LTI+O, EN ,I,TEMA, CERRA"O, /ase estacionaria se caracteri$a porque el coefciente de crecimiento

se hace nulo pero aun e%iste crecimiento que se equilibra con las muertescelulares, se agotan nutrientes especiales y se acumulan sustancias de

desecho, incluso el p< se hace inadecuado, aun hay reaccionesmetabólicas pero el metabolismo es di erente 'células son más chicas* alde la ase logar#tmica , el citoplasma se condensa, la membrana se hacemenos =uida y suele ser más resistente a los agentes #sicos y qu#micos

/ase de muerte si la incubación continua en la ase estacionaria, lascélulas empie$an a morir y hay incluso lisis celular , es también una

unción e%ponencial pero más lenta que la e%ponencial


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C*LTI+O, EN ,I,TEMA, CERRA"O,,1LI"O, "n medio sólido es una solución nutritiva 'como el l#quido*, peroincorporado a un gel , que le da consistencia3

!os tipos de gelifcantes más usados para los medios sólidos agaragar 'o simplemente, agar* es el más usado/ gelatina 'tiene elinconveniente que se licua a temperaturas relativamente bajas*

!os medios sólidos se suelen inocular mediante asa de siembra oespátula, diseminando las bacterias sobre su superfcie libre, en placasde >etri 3?ras la incubación a la temperatura y condiciones adecuadas,

cada bacteria o agrupación bacteriana da origen, por crecimiento, a unaacumulación de células, visible a simple vista, denominada colonia

!a densidad de cada colonia es muy alta 'del orden de 2) @ célulaspara una colonia de unos : mm*3 &e debe a que las bacterias no puedendispersarse, y durante mucho tiempo este medio sólido permite un

aporte continuo de nutrientes y eliminación continua de productos dedesecho3 >or lo tanto, se parece a un cultivo continuo, e%cepto que nohay drenaje de células3

Con vistas a la determinaci n ta!on mica , se suele tomar nota deuna serie de caracter#sticas de las colonias tama6o, orma general y debordes, color, consistencia, aspecto de la superfcie y elevación sobre elsustrato


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ME"ICION "EL CRECIMIENTO CAMARA "E

PETRO// 3A*,,ER &e puede medir siguiendo los cambios en el

n4mero de células o el peso de la biomasa celular El n4mero de células se puede medir al

microscopio y se llama recuento directo &e puede reali$ar en muestras secas o l#quidas paralas que se usan c5maras especiales de recuento donde el valor de células es convertido a células por

mililitro de suspensión C6mara de Petro7 3ausser8 portaobjeto

especial con graduación en superfcie y medidasconcretas

)3)5 mm de pro undidad

área de 2 mm 5 dividida en un ret#culo de 5:cuadrados grandes cada cuadrado grande está subdividido a su ve$

en4 % 4+ 27 cuadrados peque6os

la muestra se distribuye en 27 % 5:+ 4)) celdillas


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ME"ICION "EL CRECIMIENTO

!a muestra dispensada entre porta y cubre sedeja reposar unos minutos y se cuenta el número decélulas en varias celdillas 'en general 27equivalente a un cuadrado grande*, se anota elnúmero n y se establece

n % 5: % :) % 2))) + concentración en células ;

ml

Limitaciones8 las células vivas no se distinguen de las muertas las células peque6as son di #ciles de apreciar

se requiere habilidad para obtener precisiónse necesita contraste de ases cuando la muestra

no está te6ida no es bueno para suspensiones poco densas, sólo

sirve para suspensiones concentradas ' mayores a

2) % 2) 7 cel3;ml*


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REC*ENTO"E+IABLE,

El recuento en placa determina el número de células capa$ de generarcolonias sobre la superfcie de un medio sólido

etri y se agrega el medio sólido undido '4) B C* y se incuba

>or este método se pueden usar volúmenes más grandes


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"IL*CIONE,

Cuando el cultivo es denso seusa el m;todo de diluciones

&e usan diluciones seriadas en base 2) 23)ml de muestra enD3)ml de diluyente o bien, )3:mlmuestra en 43:ml de diluyente

El número de colonias dependedel inóculo , medio de cultivo ylas condiciones de incubación'medio de cultivo, temperatura ytiempo de incubación*

!a e!presi n del resultadoserá como unidades)ormadoras de colonias pormililitro 'u c;ml* ya que la u cpuede contener más de unacélula


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T*RBI"E= Escala de Mc /arland8 es

una serie de patrones de turbide$'precipitado de &A 4 a*previamente calibrados y seestablece la equivalencia entre laturbide$ de cada tubo y la masao concentración de bacterias'células;ml* que genera una

turbide$ similar "n método más útil es la

medida de tur9ide@ conotómetro o espectro otómetro

que hacen pasar lu$ a través delas suspensión celular y detectanla cantidad de lu$ no dispersada

!os resultados se e%presanen unidades )otom;tricas ounidades de densidad ptica proporcionales al número de

células y a la masa celular


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T*RBI"E=


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Contadores electr nicos depart culas se pasa una suspensiónbacteriana por un tubo capilar entrelos dos polos de una corriente

eléctrica Cada ve$ que pasa una bacteria seinterrumpe la corriente y es recogidapor un dispositivo electrónico quedetecta el numero y tama6o de laspart#culas que van pasando 'el tama6oes unción de la intensidad del pulsode voltaje al paso de la part#cula*

Citometr a de u o activada poruorescencia -/AC,.8 las part#culas

se marcan antes con anticuerposmonoclonales hacia alguna moléculade superfcie y se unen a un=uorocromo 'molécula que se e%cita alabsorber la radiación láser y emite=uorescencia a di erente longitud deonda*


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EL *IMIO,TATO Es un reactor que mantiene el

crecimiento bacteriano en la ase

e%ponencialEs un cultivo continuo el volumense mantiene constante 'recambio entremedio resco y usado* y se alcan$a unestado de eDuili9rio entre el númerode células y su estado metabólico

Es un cultivo balanceado mantenidopor tiempo indefnido por un sistemade =ujo que se compone una cámarade cultivo de volumen constante a laque llegan nutrientes y de la que seeliminan los productos tó%icos dedesecho

Caracter sticas8 estado constante oestable/ concentración bacteriana yconcentración del sustrato constante/tasa de dilución y rendimiento celular

constante


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!os 0A pueden cultivarse en una amplia gama de tasas de crecimientoe%ponencial y permite crecimientos balanceados y restringidos ya que elnutriente o sustrato está presente en una concentración baja como paralimitar la densidad de población

&in embargo, a tasas altas de dilución la concentración microbiana cambiarápidamente y el cultivo puede ser lavado totalmente 'dilución cr#tica*

- muy bajas diluciones el quimiostato no unciona si el nutriente limitantees la uente de energ#a ya que sólo se usa para reacciones de mantenimientocelular y no para crecimiento 'energ#a de mantenimiento* como ser potencialde membrana, trasporte activo o s#ntesis de prote#nas

EL*IMIO,TAT

O


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Aplicaciones8>rocesos industriales de )ermentaci n 'producción de bebidas alcohólicas, de

antibióticos, de aminoácidos, etc* >ermite estudiar aspectos :siol gicos 'catabolismo de sustrato limitante*, selección

de mutantes / estudios ecol gicos &u aplicación más conocida es para la depuraci n de aguas ya sea

mediante procesos aeróbicos o anaeróbicos 3 El Jmedio de cultivo rescoK es el aguaresidual que entra en la planta y alimenta a los angos activados por 0A que luego seretiran por decantación

EL *IMIO,TATO


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/ACTORE, AMBIENTALE, El abanico es amplio y va desde puntos por debajo de la

congelación del agua hasta 22)B C, el rango habitual es 9)B C &e distinguen cuatro gruposPsicr :los con temperaturas bajas ) 5) C,Mes :las con medianas 5) 4: C,Term :las más altas 7) D)B C3iperterm :las con muy altas D) 22) C Congelaci n8 e%iste un l#mite por el cual es imposible la

reproducción, hay crioprotectores 'glicerol y dimetilsul ó%ido* quepermiten su conservación a temperaturas ' @) B C*

Termo:lia termóflos poseen membranas ricas en ácidos grasossaturados que les dan estabilidad a altas temperaturas3 !aseucariotas están ausentes por encima de

7) B C debido a la porosidad de sus membranas !a temperatura avorece reacciones del metabolismo bacteriano

-celera su capacidad de s#ntesisLelocidad de multiplicación más rápida

Hegla de LanMt


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/ACTORE,

AMBIENTALE,


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Cloruro de,odio

Cloruro de sodio8 el agua de mar tiene una concentración del 9F, los organismos que se a#slan del mar tienen requerimientosespec#fcos para el sodio y se llaman >al :los pudiendo ser

Moderadamente >al :lo '7 2:F*, "iscretamente >al :lo '2 7F*, 3al :los e!tremos '2: 9)F*


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NECE,I"A"E, "E OHI#ENO Bacterias aer 9icas estrictas8 utili$a concentraciones del 5)F másde A%#geno0etabolismo -limento 8 A 5 Q 0aterial celular 8 CA 5 8 < 5AMicroaer :los8 necesita concentraciones muy bajas de A%#geno3 52)F3 ?ienen superó%ido dismutasa '&A.* y pueden o no tener catalasa Bacterias anaer 9icas estrictas8 (o tolera nada de A%#geno3 !esresulta tó%ico y mueren, solo crecen si hay )3:F3 (o tiene ni &A. nicatalasaEl o%igeno es un tó%ico, su metabolismo es

Bacterias anaer 9icas )acultativas8 utili$a o%#geno solo si lo hay3 (otiene problema para sobrevivir pero si hay o%#geno crece más rápido, 5PF, tienen &A. y catalasaAnaero9io aerotolerante8 no necesita o%#geno para crecer ymultiplicarse3 ?olera el o%#geno pero no lo utili$a3 ?ienen &A. pero nocatalasa


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