technology of microorganism
TRANSCRIPT
![Page 1: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Tecnologia de Microorganismes
Bibliografia bàsica
MADIGAN. Brock: Biologia de los microorganismos.
PRESCOTT, JARLEY, KLEIN. Microbiología. Ed. McGraw-Hill Interamericana
(Madrid)
INGRAHAM. Introducció a la Microbiologia. Ed. Reverté S.A. (Barcelona)
TORTORA, FUNKE, CASE. Introducción a la Microbiologia. ed. Médica
Panamericana
ICMSF. Ecologia Microbiana de los Alimentos 1. Factores que afectan a la
supervivencia de los microorganismos en los alimentos. Ed. Acribia
(Zaragoza)
3,6 cr ECTS 4 h/setmana (dimecres de 12-14h i dijous de 11-13h)
RATLEDGE C., KRISTIANSEN B. Biotecnología Básica. Ed Acribia, 2ª edició, 2006.
OWEN P. WARD. Biotecnologia de la Fermentación. Ed Acribia1989
BAMFORTH C.W. Alimentos, fermentación y microorganismos. Ed Acribia 2005
CRUEGER W., CRUEGER A. Biotecnología: manual de microbiología. Zaragoza. Ed. Acribia. 1993.
LEVEAU J.Y., BOUIX M. . Microbiología industrial: los microorganismos de interés industrial. Zaragoza. Ed. Acribia. 2000.
LÓPEZ A., GARCÍA M., QUINTERO.R..Biotecnología alimentaria. Limusa. Ed. México. 1993.
Avaluació: examen teòric (55%), pràctiques (assistència, informe)
(15%) i treball bibliogràfic (presentació i defensa a classe) (30%)
![Page 2: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Programa teoria:
1- Introducció a la microbiologia. Grups de microorganismes.
2- Paràmetres que influeixen en el creixement microbià: pH, Aw,
humitat, O2, nutrients, temperatura.
3- Principals grups de microorganismes. Bacteris, fongs i llevats, virus.
4- Metabolisme i millora del rendiment de microorganismes utilitzats en
elaboració d’aliments: fermentació làctica , fermentació alcohòlica , i
acetificació.
5- Metabolisme i millora del rendiment de microorganismes d’ús
industrial: metabolits microbians (àcids orgànics, etanol, aminoàcids,
antibiòtics... ), protectors de plantes i simbiosi sòls, i microorganismes
com aliment (llevat ...)
Pràctiques: Obtenció i manteniment d’un estàrter microbià.
Breu història de la microbiologia
• Definició de Microbiologia
• Importància de les observacions realitzades per Hooke i Leeuwenhoek(1632-1723) ....... m.e. (1963)
• Teoria de la generació espontània. Pasteur (1822-1895)
• Teoria microbiana de la malaltia infecciosa. Kock (1843-1910)
Microbiologia:– Taxonomia: virologia, bacteriologia ...
– hàbitat: microbiologia aquàtica, del sòl, marina ...
– Aplicació: microbiologia agrícola, de patògens, industrial, aliments ..
Tecnologia de microorganismes (metabolisme microbià i milloradel rendiment dels microorganismes d’ ús alimentari i industrial)
![Page 3: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/3.jpg)
3
procariota eucariotaenvoltura nuclear no si
ADN circular lineal
cromosomes únic múltiples
nucleol no si
divisió binaria varis
ribosomes 70S 80S
endomembranes no (excepte cromatòfors) si
mitocondries no si
paret cel.lular No / amb mureina Celul.losa (vegetals), quitina (fongs), etc,
exocitosis i endocitosis no si
citoesquelet no si
cadena respiratòria membrana citoplasmàtica mitocondries
grandària majoria <10 micres majoria > 10 micres
mobilitat flagels o no tenen mobilitat cilis, flagels, ameboid, fibrilles contràcitls o res
multicelularitat no > si
recombinació genètica
conjugació, transducció, transformació
fecundació i meiosis, conjugació (protistes ), dicariosis (fongs)
Classificació dels organismes vius en dominis
dominis:
• Archaea (originàriament Archaebacteria )
• Eubacteri (originàriament Eubacteria )
• Eucariota:
- algues, protozous, fongs llimosos, fongs vertaders (fongs pluricel.lulars, llevats)
- animals, vegetals.
virus, viroids, prions
procariotes
![Page 4: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Programa teoria:
1- Introducció a la microbiologia. Grups de microorganismes.
2- Paràmetres que influeixen en el creixement microbià: pH, Aw,
humitat, O2, nutrients, temperatura.
3- Principals grups de microorganismes. Bacteris, fongs i llevats, virus.
4- Metabolisme i millora del rendiment de microorganismes utilitzats en
elaboració d’aliments: fermentació làctica , fermentació alcohòlica , i
acetificació.
5- Metabolisme i millora del rendiment de microorganismes d’ús
industrial: metabolits microbians (àcids orgànics, etanol, aminoàcids,
antibiòtics... ), protectors de plantes i simbiosi sòls, i microorganismes
com aliment (llevat ...)
Pràctiques: Obtenció i manteniment d’un estàrter microbià.
creixement microbià: factors medials
intrínsecs:característiques físico-químiques i bioquímiques
ünutrients
ü acidesa (pH)
üAw
ü potencial redox
extrínsecs:característiques de l’ambient
ü temperatura
ü humitat
ü tensió d’oxígen
implícits: relacions entre µorg.ü antagonisme
ü sinergisme
![Page 5: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/5.jpg)
5
creixement microbià
augment de la massa total de protoplama d’una població microbiana:
1 - creixement individual de cada cèl.lula
2 - increment del nombre de cèl.lules
microbiologia estudia el creixement de poblacions no el creixement individual (org. unicel.lulars i filamentosos)
creix. equilibrat - creix. secundari
Expressió matemàtica del creixement
N = 1x2n N = N0x2n
n = (logN - logN0) / log2
g = t /n
veloc.creixement : 1/g = n/t
logN = logN0 + n log2
veloc. creixement: dN/dt = µxN N = N0 x 10 µ(t-t0) / 2,303
![Page 6: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/6.jpg)
6
fase de lag
fase logarítmica
fase estacionària
fase de mort
corba de creixement d’un cultiu microbià en el que no
es renoven els nutrients
dN/dt = µ N
dN/dt = - µ N
dN/dt = 0
metabolits primari i secundari
![Page 7: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/7.jpg)
7
metabolit secundari: estreptomicina
1- font d’energia:
Ø fototròfic
Ø quimiotròfic
Ø paratròfic
2- font de carboni:
Ø autotròfic
Ø heterotròfic
Ø hipotròfic
5- fonts minerals:
Ø P3+,S2-
ØNa+,K+,Mg++,Fe++
ØCa++,Cl-
ØCu++,Mo, Zn -,Co++ ...
4- factors de creixement:
Ø aminoàcids
Ø purines i pirimidines
Ø vitamines
3- font de N2 (lliure, inorgànic,orgànic)
necessitats energètiques i nutritives
![Page 8: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/8.jpg)
8
0,30,2
0,5
0,5
0,5
1
1
1
3
8
14
20
50
% en pes
Co: vitamina B12 i coenzims derivatsMn: cofactor de varis enzimsLa resta: constituients inorgànics d’enzims especials
citocroms i altres proteïnes, cofactor d’alguns enzims
ió inorgànic cel.
catió cel., cofactor d’alguns enzims, clorofil.la
catió cel., cofactor d’alguns enzims
catió inorgànic cel.
catió inorgànic cel., cofactor d’alguns enzims
proteïnes, coenzims
àc.nucleics, fosfolípids, coenzims
H2O cel.lular, mat. orgànics
proteïnes, àc.nucleics, coenzims
H2O cel.lular, mat.orgànics, com O2 acceptor de e-
mat.orgànic cel.lular
funció i/o constituient de:
sodi
la resta (Co,Mn Cu,
Zn,Mo)
ferro
clor
magnesi
calci
potassi
sofre
fòsfor
hidrogen
nitrogen
oxígen
carboni
Element (E.coli)
Fermentador B. Braun Biotech-Sartorius
cultiu continu: renovació de nutrients
1,00E+00
1,00E+03
1,00E+06
1,00E+09
1,00E+12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 dies
ufc/
mL
Brock
![Page 9: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/9.jpg)
9
0
7
4,5
9
14
efecte del pH sobre els microorganismes
destrucció de µorg.
acidòfils
neutròfils
sp creixen condicions alcalines
destrucció de µorg.
bacteris acètics, làctics, fongs i llevats
>µorg.
E. coli, Vibrio sp.
adaptació i/o resistència a pH adversos
pH ↓ ↓ pH ↑ ↑
canvis permeabilitat de la membrana (desacoblament en el transport de nutrients ....)
pH ↓ pH ↑
dissociació d’àcids dèbils o bases dèbils dins citoplasma ⇒ alteració pH intern.
resistència lligada a l’eliminació de H+ o OH- fora la cèl·lula.
![Page 10: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/10.jpg)
10
4,5 – 6,4formatge3,9 – 4,7suc tomàquet
5,2 – 6,8espinacs
3,4 – 4,7pera2,2 – 2,4llimona
5,5 – 6,4pollastre6,0 – 6,3rovell ou6,0 – 6,4enciam6,1 – 6,4 mantega6,2 – 6,8llet6,6 – 7,0bacallà6,8 – 8,2gamba, llagostí7,6 - 9,5clara d’ou
pHAliment
comportament microbià en funció de la Aw
paret cel.lular resistent a Π↑
capacitat de regular la Π (∆ cations citoplasma, glicerol)
modificació proteïnes membrana (E.coli)
composició medi (prolina en Staphylococcus)
![Page 11: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Principals grups d’aliments en relació amb la Aw
1- > 0,98carn i peix fresc; fruites, hortalisses, verdures fresques; llet i altres begudes; fruites enllaunades en xarops diluïts ....
2- 0,98 - 0,93pa; llet evaporada;concentrat de tomàquet; carns i formatges curats, embotits fermentats i cuits; fruites en almívar ....
3- 0,93 - 0,85embotits fermentats i curats, pernil salat, llet condensada ....
4- 0,85 - 0,60fruits secs, farina, cereals; confitura i melmelades, peix salat, extractes de carn, formatges molt curats .....
5- < 0,60dolços, xocolata, mel, pastes, galetes, aliments liofilitzats ...
relació orientativa entre Aw i creixement dels microorganismes
100
0,60
La majoria d’aliments frescos, com carn, peix,aus, fruites, hortalisses. (durada:1-4 dies)
0,90
0,80
0,70
Clostridium botulinum, Salmonella .... majoria de bacteris patogens i no patogens
Staphylococcus aureus
La majoria de llevats
La majoria de fongs pluricel .lulars
Bacteris halòfils
Casos especials :
- Hansenula anomala (aw=0,75)
- Torulopsis versatilis (aw=0,70)
-Saccharomyces rouxii (aw=0,65)
- Xeromyces bisporus (aw=0,60)
Productes càrnis curats , formatges ... (durada: 1-2 setmanes)
Contingut elevat de sucre o sal (durada: 1-2 mesos)
Aliments dessecats (durada: 1-2 anys)
![Page 12: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/12.jpg)
12
grups de microorganismes en relació amb l’O2
aeròbics: [O2] = 20 % (v/v). majoria de fongs, protozous, bacteris com Pseudomonas,
anaeròbics facultatius. Enterobacteriàcies (Escherichia, Salmonella) Listeria ...
anaeròbics estrictes. Clostridium, Bifidobacterium, Ruminococcus ...
anaeròbics aerotolerants. Bacteris làctics (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc ...)
microaeròbics: [O2] = 2-10 % (v/v).
mecanismes de defensa dels microorganismes enfront l’ l’O2
2O2-. + 2 H+ → O2 + H2O2
2 H2O2 → 2 H2O + O2
H2O2 + NADH H+ → 2 H2O + NAD+
- superòxid dismutasa: aeròbics, an. facultatius, alguns an. aerotolerants
- catalasa: aeròbics, an.facultatius
- peroxidasa: anaeròbics aerotolerants
1- enzims
2- pigments carotenoids (protecció fotooxidació)
![Page 13: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/13.jpg)
13
2 H2O2 → 2 H2O + O2
H2O2 + NADH H+ → 2 H2O + NAD+
prova de la catalasa
Brock
temperatures cardinals dels procariotes (ºC)
32-4325-30-5-(+5)Psicrotròfics
15-2012-15-5-(+5)Psicròfils
35-4730-455-15Mesòfils
60-9055-7540-45Termòfils
97-11085-10565-80Hipertermòfil
màximaòptimamínimagrup
![Page 14: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/14.jpg)
14
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
psicrotròfics
psicròfils
mesòfils
termòfils
hipertermòfils
intervals de temperatures de creixement dels procariotes (en ºC)
1,00E+00
1,00E+02
1,00E+04
1,00E+06
1,00E+08
1 3 5 7 9 11 13
UFC
/mL
temps
20ºC28ºC
corba creixement d’un microorganisme mesòfil en funció de la temperatura
ε adaptats a temp.↓
∆ % àc. grassos no saturats membrana (semifluida)
ε adaptats a temp.↑
∆ % àc. grassos saturats membrana.
adaptació de microorganismes a temperatures
baixes altes
12,237,9oleic9,226,0palmitoleic
àc.grassos no saturats48,718,2palmític7,73,9mirístic
àc.grassos saturats43ºC10ºC
temperatura creixement
(Stanier)
![Page 15: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/15.jpg)
15
exemples d’estabilitat de proteïnes citoplamàtiques bacterianes a 60ºC (Stanier)
3termòfilBacillus stearotermophilus
58mesòfilBacillus megaterium
57mesòfilBacillus subtilis
55mesòfilEscherichia coli
55mesòfilProteus vulgaris
% proteïnes desnaturalitzades
grupmicroorganisme
control dels microorganismes en els aliments
contaminacions físiques: vidre, pedres, insectes morts ...
contaminacions químiques: mercuri, arsènic, desinfectant..
contaminacions biològiques:
1- macrobiològiques: paràsits intestinals ..
2- microbiològiques: Clostridium (intoxicacions) i
Salmonella (toxoinfeccions)
garantir la seguretat alimentària
?operacions de neteja i desinfecció
![Page 16: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/16.jpg)
16
agents físics (deshidratació, radiacions, filtració, temperatura)
agents químics (conservadors)
agents biològics (bacteris làctics ...)
esterilització / desinfecció o sanejament
Mort microbiana: pèrdua irreversible de la viabilitat (no reproducció)
cèl·lules viables / cèl·lules no viables o mortes
cèl·lules no proliferant
Biocida/biostàtic: bacteriocides/bacteriostàtics, fungicida/fungistàtic, etc
conèixer les característiques del que tenim i saber el que volem aconseguir. No sempre cal esterilitzar
Eficàcia d’un agent depèn de:
1. Dosi o intensitat de l’agent aplicat
2. Temperatura d’aplicació
3. Tipus de microorganisme
4. Estat fisiològic del microorganisme
5. Característiques del medi (o aliment)
Agents Biològics i Bioconservació:
+ compostos antimicrobians de plantes, animals i d’origen microbià.
- cultius protectors (bacteris làctics...)
- metabolits microbians (àcids, bacteriocines..)
- proteïnes/pèptids especifics (protamines...)
- enzims antimicrobians (lisozima, glucosa oxidasa..)
- espècies i extractes vegetals (polifenols...)
![Page 17: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Control dels microorganismes per medis físics
• disminució d’ Aw
• Deshidratació:
sol
assecadors mecànics
liofilització
atomització (biocida)
• Addició sucre o sal
• filtració:
superficial o de membrana (pot esterilitzar)
de profunditat (reducció microbiana)
Radiacions:• ionitzants (radicals lliures i ions): radapertització, radicidació, radurització
• uv. (260 nm)
• visible (fotooxidació ? fotosíntesi, fototaxies)
• microones (calor)
Temperatura:• Baixa: refrigeració i congelació.
• Alta:
- calor sec: incineració i aire calent (forn)
- calor humit: escaldat, ebullició, tindalització, pasteurització, UHT, esterilització
![Page 18: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/18.jpg)
18
http://www.unavarra.es/genmic/micind-2-5.htm
Resistència tèrmica
Fase mort
dN/dt = - kN
D = t reducció decimal
Programa teoria:
1- Introducció a la microbiologia. Grups de microorganismes.
2- Paràmetres que influeixen en el creixement microbià: pH, Aw,
humitat, O2, nutrients, temperatura.
3- Principals grups de microorganismes. Bacteris, fongs i llevats, virus.
4- Metabolisme i millora del rendiment de microorganismes utilitzats en
elaboració d’aliments: fermentació làctica , fermentació alcohòlica , i
acetificació.
5- Metabolisme i millora del rendiment de microorganismes d’ús
industrial: metabolits microbians (àcids orgànics, etanol, aminoàcids,
antibiòtics... ), protectors de plantes i simbiosi sòls, i microorganismes
com aliment (llevat ...)
Pràctiques: Obtenció i manteniment d’un estàrter microbià.
![Page 19: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Algues : Chromulina, Botrydiopsis, Codosiga, Naviluca, Nautococcus, Proterospongia, Sphaeroeca, Platychrisis …
Culture Collection of Algal Laboratory ( CCALA) Institute of Botany, Academyof Sciences of the Czech
Republic, Centre of Phycology, Dukelská135, TREBON
CZ-379 82.
Chlorella homosphaera
alga verdamarina ulva o enciam de mar (Ulva lactuca) - © Fototeca.cat
Protozous (Protoctista): Paramecium, Vorticella, Amoeba, Difflugia, Vorticella, Arcella, Clathrulina, Codonosigna, Acineta …
Paramecium (x400)
www.microimaging.ca/protozoa/vorticella.html
www.thinkpipeline.com/blog/sales_teams/
![Page 20: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Fong llimós: plasmodis, Physarum polycephalum
faculty.clintoncc.suny.edu/.../Physarum.JPG
http://bioblitzbcn2010.blogspot.com/2010/05/grup-biologic-fongs.html
http://delicies.blogspot.com/2007/11/cruixent-de-pernil-serr-formatge-blau-i.html
Fongs pluricel.lulars (floridures i bolets) i unicel·lulars (llevats)
![Page 21: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Penicillium i bacteris làctics (ESAB)
www.botany.utoronto.ca(x400)
Fongs i llevats
www.cdcc.sc.usp.brSaccharomyces cerevisiae (x400) (esab)
a)
b)
c)
Classificació general
- Ficomicets: terrestres aquàtics
- Ascomicets - Basidiomicets- Deuteromicets (o fongs imperfectes)
Hifes no tabicades i espores asexuals dins esporangi
Hifes tabicades i espores asexuals lliures (conidi)
http://www.aula2005.com/html/cn1eso/12protoctistes/mucor5.jpg
http://www.aula2005.com/html/cn1eso/12protoctistes/penicilium5.jpg
llevats
![Page 22: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Importància econòmica dels fongs (basat en Leveau, Bouix)
Alimentació Cultiu industrial de fongs comestibles: Xampinyó shii-take ...
Industria agroalimentària (tecnologia aliments): Penicillium,
Aspergillus , Saccharomyces ... ⇔ micotoxines
Microbiologia
industrial
(alimentació,
sanitat i
fitosanitari)
?
producció
industrial de
biomassa
Àcids orgànics: cítric per Aspergillus niger ...
Enzims: α-amilasa, β-galactosidasa, pectinasa ... Aspergillus
Polisacàrids (menys importància que els bacterians)
Antibiòtics (Penicilina per Penicillium ...)
Vitamines (riboflavina per Eremothecium ashbyi)
Hormones (>esteroideas) i altres substàncies farmacològicament
actives
Giberelines produitper Gibberella fujikuri, fongs entomopatògens
Creixement de fongs i micotoxines
Fong Micotoxines produïdes
Aspergillus parasiticus Aflatoxinas B1, B2, G1 y G 2
Aspergillus flavus Aflatoxinas B1 y B2
Fusarium sporotrichioides Toxina T-2
Fusarium graminearum Desoxinivalenol (o nivalenol)Zearalenona
Fusarium moniliforme (F. verticillioides) Fumonisina B1
Penicillium verrucosum Ocratoxina A
Aspergillus ochraceus Ocratoxina A
Característiques fisicoquímiques relacionades amb el creixement: nutrients, pH, Aw, temperatura, i relacions amb l’oxigen. Dependència d’altres organismes vius.
Principals hàbitats: majoria lliures i sapròfits , menys paràsits i predadors, relacions de simbiosi.
![Page 23: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/23.jpg)
23
• arqueobacteris (paret primitiva): Mendosicutes• gram negatius (paret vermella): Gracillicutes• gram positius (paret blava): Firmicutes• mollicutes (no paret): Tenericutes
Bacteris (eubacteri i arqueobacteri)
http
://w
ww
.ncb
i.nlm
.nih
.gov
/boo
ks/N
BK
1945
/
Gram-negative Cell Wall
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1945/
![Page 24: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/24.jpg)
24
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1945/
paret bacteriana
característica Gram + Gram -estructura Gruixuda (15-80 nm),
una sola capaPrima (10-15 nm), triple
capacomposició <% lípids (1-4 %)
>% peptidoglucà (50% pes sec cèl.)
àc.teicoics
>% lípids (11-22%)<% peptidoglucà (10%pes sec cèl.)
no àc.teicoics
susceptibilitat a la penicilina
> susceptibles < susceptibles
resistència > resistents a ruptura mecànica
< resistents a ruptura mecànica
necessitats nutricionals
relativament complexes en > sp.
relativament senzills
![Page 25: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/25.jpg)
25
aulavirtual.usal.es/.../57/figs/fig0403.jpg
cadena bacilos(Lactobacillus)
Cadena cocos (Streptococcus)
Staphylococcus
Sarcina
morfologia cel·lular i agrupacions
estructures externes a la paret bacteriana
estructura funció comp.químicacàpsula protecció, receptors de
fags, adhesió cel.polisacàrid, polipèptid
glicocalze polisacàridbeines protecció material hidrofòbic
fímbries adhesió cel. Tubs conjugació
proteïna
flagels locomoció proteïna
www.ichthus.info/.../Flagellum/Flagellum001.jpg
![Page 26: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Funcions de la membrana cel.lular bacteriana:1- barrera mecànica2- centre d’activitat metabòlica
- permeases- enzims biosintètics- sist.respiratori de transport d’e- (aerobis)- aparell fotosintètic complet (fotosintètics)- punts d’unió específic del genòfor
Inclusions citoplasmàtiquesestructura funció microorganisme
vesícules gas sist.flotació bact.aquàtics
vesícules de Chlorobium
suport pigments fotosintètics
només en bact.fotosintètics
magnetosomes det.direcció bact.aquàtics
carboxisomes carboxidismutasa Cianobacteris, bact. nitrificants, tiobacils …
Esporulació: estratègia adaptativa davant condicions adverses en el medi (manca de nutrients, temperatura, pH …). Final fase log. procés dura entre 5-8h (Bacillus subtilis )
Esporulació i germinació
aulavirtual.usal.es/.../57/figs/fig0403.jpg
![Page 27: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Germinació ? condicions favorables en el medi. Procés dura uns 90 minuts (Bacillus subtilis)
ü Laboratori:
ü Activació per calor
ü Addició productes químics que actuen com a germinants detectats per receptor (L-alanina en Bacillus subtilis; adenosina en Bacillus cereus)
ü Tractament mecànic
aulavirtual.usal.es/.../57/figs/fig0403.jpg
Genofor bacterià i duplicació bacteriana
http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Replicacion/Replicacion.htm
http://www.fortunecity.com/campus/dawson/196/dupadn.jpg
![Page 28: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/28.jpg)
28
DUPLICACIÓ
![Page 29: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/29.jpg)
29
![Page 30: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Diversitat genètica bacteriana:
• Recombinació genètica: inserció de material genètic d’unacèl·lula donadora a una receptora.
Transformació: canvis permeabilitat, receptorsTransducció: infecció bacteriofagConjugació: contacte entre dues cèl.lules
• Mutació: canvi d’informació genètica (insersió/delecció) que es manifesta en el fenotip (resistències a antibiòtics, mutants nutritius ...)
• Agents químics: aflatoxina, acridina, àcid nitrós...
• Agents físics: radiacions uv, ionitzants.
Els virus
• paquets d’informació genètica sense estructura cel·lular
• paràsits formats per un sol tipus d’àc nucleic (coberta proteica)
•.a l’infectar la cèl·lula hoste, dirigeixen la seva maquinària metabòlica
per fabricar més virus ( >% dels requeriments metabòlics subministrats
per la cèl·lula infectada )
Descobriment:- Iwanowski (1892): agents responsables de la malaltia mosaic del tabac
no s’eliminaven al ser filtrats (extracte)- Beijerinck (1898): µorg desconegut = virus filtrable. No visible al m.o.
Precipiten en alcohol i no perden capacitat d’infecció.- Twort (1915): bacteriofags i altres virus- Stanley (1935): purificació i cristal·lització del virus
- Identificació al m.e.
![Page 31: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/31.jpg)
31
¿Els virus són organismes vius?
Característiques dels organismes vius
Es reprodueixen
Metabolisme propi
Org cel·lular
Enzims, àc nucleics (DNA,RNA), proteïnes, lípids, carbohidrats
Evolucionen i s’adapten a nous canvis
partícules víriques “VIRIONS” no presenten signes visibles de vida
X
X
?
Classificació dels virus
1) tipus d’hoste: d’animals, de plantes, de µorg eucariotes, de
bacteris (bacteriofags o fags). Elevada especificitat deguda a receptors
o molècules especifiques situades en la superfície de la membrana
plasmàtica (molec d’adhesió cel, enzims, receptors creixement ...)
2) grandària: 25-300nm. T4 conté 77 gens, i MS2 només 3 gens.Bacteriofag: Qß 24nmPoliovirus: 30nmBacteriofag: T4 225nm
E.coli: 3000nmx1000nmcèl.hepàtica humana: 30.000nm diàmetre
![Page 32: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/32.jpg)
32
3) estructura: àc nucleic rodejat per una envolta proteica i a
vegades per una membrana.
àc nucleic: DNAbc, DNAmc, RNAbc, RNAmc de polaritat positiva,
RNAmc de polaritat negativa. El material genètic pot ser una única
molècula o més d’una, circular o lineal.
càpsida: coberta proteica
• 3 formes bàsiques: helicoidal, polièdrica i complexa.
• formada per capsomers o unitats bàsiques de la càpsida. Poden
haver-hi un o més tipus de capsomers.
envolta: restes memb cèl hoste (lípids i proteïnes) i espicules
(glicoproteines)
http://www.losmicrobios.com.ar/microbios/imagenes/hepatitis%20C%201.jpg
http://www.genomasur.com/lecturas/01-10-G.gif
![Page 33: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/33.jpg)
33
4) cicle de vida
virió virus+ cèl hostecèl hoste
infecció
reconeixement
adsorció
penetració (despreniment de càpsida i envolta)
síntesi vírica- replicació primària - replicació àc nucleic- replicació secundaria
maduració
alliberament
Comitè internacional taxonomia de virus (ICTV): 3 (4) nivells jeràrquics: família (subfamília), gènere i espècie.
Ex: virus que causa la Sida: família: Retroviridae o retrovirus, gènere: Lentivirus i espècie: HIV (virus immunodeficiència humana).
Bacteriofags
recompte i multiplicació: recompte en placa:
Suspensió bacterianaSuspensió virions
incubar
Medi amb agar tou 3 calves = 3 fags
![Page 34: Technology of Microorganism](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012306/553c8142550346e0478b48a7/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Corba de multiplicació del fag
- Període de latència
- Període d’explosió. L’ increment o el nº virions que allibera cada cèl·lula infectada = grandària explosió (tamany)
1
100
10000
1000000
100000000
temps
tam
any
expl
osió
o U
FC
s
Període de latència
Període d’explosió
http://www.genomasur.com/lecturas/01-12-G.gif
Fag virulent i fag atemperat