Reproducción bacteriana

Transcripción

1 CRECIMIENTO

2 Reproducción bacteriana Fisión binaria Las bacterias generalmente se reproducen por fisión binaria. Una célula se divide en dos después de desarrollar una pared transversa. Generalmente es asexual aunque en algunas especies puede ser precedida de conjugación.

3 Crecimiento Se define como un incremento ordenado de los principales constituyentes de un organismo. Involucra síntesis de estructuras celulares, ácidos nucleicos, proteínas y otros componentes celulares a partir de nutrientes. Todos los seres vivos toman nutrientes y excretan productos de desecho.

4 Crecimiento en Lote En un sistema cerrado: a)el crecimiento está determinado por un equilibrio dinámico entre la velocidad de crecimiento y la velocidad de muerte b)el crecimiento depende de la composición del medio de cultivo, principalmente de un sustrato limitante, de las condiciones ambientales y del inóculo inicial

5 FASES DE LA CURVA DE CRECIMIENTO EN LOTE

6 I. Fase lag Fases de crecimiento. Es un período de adaptación, cuando un cultivo de microorganismos es llevado de un ambiente a otro. Los microorganismos sufren una reorganización tanto en su velocidad de crecimiento como en sus constituyentes macromoleculares. Durante esta etapa la masa celular puede número de células. cambiar sin cambiar el

7 Fases de crecimiento. II. Fase de aceleración del crecimiento

8 Fases del crecimiento III. Fase exponencial Es un período de balance o de estado estacionario en el crecimiento, durante el cual la velocidad específica de crecimiento es constante. La composición química del medio de cultivo esta cambiando debido a que los nutrientes se están consumiendo y productos metabólicos son producidos.

9 Fases del crecimiento IV. Fase de desaceleraciòn La velocidad de crecimiento disminuye y los microorganismos dejan de reproducirse empezando a entrar a la fase estacionaria

10 Fases de crecimiento. V. Fase estacionaria Los nutrientes se agotan y los productos tóxicos se acumulan. La masa total puede permanecer constante pero el número de células puede descender. La tasa de crecimiento es igual a la tasa de muerte.

11 Fases de crecimiento. VI. Fase de declinación o muerte La tasa de muerte es mayor que la tasa de crecimiento. Los nutrientes se agotan y se acumulan productos tóxicos

12 Tiempo de generación o duplicación Una célula crece progresivamente y se divide en dos células iguales. El tiempo requerido para que la célula se divida (o para que la población de un organismo se duplique en número) se conoce como tiempo de generación o duplicación. 2 n n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 En donde n = al número de generaciones

13 Cálculo del número de generaciones En donde: n = Número de generaciones t 0 = Tiempo inicial de incubación t = Tiempo final de incubación g = Tiempo de duplicación (o generación)

14 Cálculo del tiempo de generación g = ln (N N 0) t t 0 En donde: g.-tiempo de generación N0.- Número de microorganismos inicial N.- Número de microorganismos final t0.- Tiempo Inicial t.- Tiempo final

15 La velocidad específica de crecimiento es obtenida a partir de la pendiente de una gráfica de lnx vs tiempo

16 Velocidad de Crecimiento... Bajo condiciones exponenciales se describe: dx/dt=µx (1) dn/dt= µ n N (2) donde: X = Concentración de m.o. en g/l N = Concentración de m.o. en células/l t = Tiempo µ = Velocidad específica de crecimiento en h -1 (masa) µ n = Velocidad específica de crecimiento en h -1 (número)

17 dx/x= µdt Velocidad de Crecimiento... X t =X 0 e µt (3) X t es la concentración final de microorganismos en g/l en tiempo (t) X 0 es la concentración inicial de microorganismos en g/l e es la base de logaritmo natural Si la velocidad específica de crecimiento es constante lnx t =lnx 0 + µ t (4) La ec. 4 puede ser resuelta para el caso en el cual Dt=td el tiempo requerido para X 2 =2X 1 td=ln2/ µ =0.693/ µ (5) si td es igual al tiempo de generación, entonces:

18 Que significa la constante µ? Es la velocidad específica de crecimiento en un sustrato dado, y significa la afinidad del microorganismo por el sustrato Que indica la Ecuación de Monod? Explica la velocidad de crecimiento en función del sustrato limitante Que significa la constante µmax?

19 Distribución de los tiempos máximos de duplicación para diferentes microorganismos

20 Tasas de crecimiento de algunos microorganismos bajo condiciones óptimas

21 Efecto de la fuente de carbono sobre el crecimiento

22 MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO MICROBIANO 1.Determinación de la masa celular o biomasa 1.1 Métodos directos: Peso seco Peso húmedo Volumen húmedo 1.2 Métodos indirectos: Determinación de Nitrógeno total Espectrofotometría Radiación IR

23 ESPECTROFOTOMETRÍA

24 MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO MICROBIANO 2. Determinación del Número de microorganismos 2.1 Métodos Directos Cuenta total microscópica (Càmara de Neubauer, de Petroff) Cuenta viable (Vaciado en placa, Extensiòn con varilla de vidrio, Cuenta en tubo de Hungate, Tinciòn con azul de tripano) Medición lineal o radial 2.2 Métodos Indirectos Número más Probable (NMP) Turbidimetría Nefelometría

25 CUENTA DIRECTA DE CÉLULAS EN LA CÁMARA DE NEUBAUER

26 Diluciones para cuenta viable

27 Cuenta viable

28 Recuento de anaerobios por la técnica de Hungate

29 DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO POR NEFELOMETRÍA Solución de BaCl2 al 1.0% ml Solución de H2SO4 al 1.0% ml Escala de Mc. Farland UFC Millones/ml , , , , , , ,000 Nefelómetro de Mc Farland Consiste en varios tubos de vidrio herméticamente cerrados que contienen BaCl 2 al 1% + cantidades crecientes de H 2 SO 4 al 1%; por lo tanto, en cada tubo se origina un precipitado de BaSO 4, origen de la turbidez, la cual se relaciona con un número de células/ ml. Inconveniente: es un método poco preciso, que sólo se emplea cuando no hace falta exactitud. Ha sido desplazado por los métodos espectrofotométricos.

30 MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO MICROBIANO 3. Determinación de metabolitos asociados a crecimiento 3.1 Métodos Directos Componentes de Pared celular Proteínas Ácidos nucleicos 3.2 Métodos Indirectos Producción de ácidos orgánicos Producción de alcoholes y glúcidos Producción de CO 2

31 DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO POR CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS Por ejemplo: Método de Lowry Método de Bradford

32 DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO POR CUANTIFICACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS Extracción del ADN en cada tiempo de muestreo. Determinación de la pureza del ADN por el cálculo de la relación de absorbancia a 260 nm y 280nm (A 260 / A 280 ). Valores obtenidos entre 1.8 y 2.0, indican que las muestras no contienen residuos proteicos ni fenol. La concentración del ADN extraído se determina por medio de la siguiente fórmula: D.O. 260 = 1 contiene 50 g de ADN de doble cadena por mililitro(ausubel et al., 1995)

33 MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO MICROBIANO 4. Determinación de la utilización de algún nutriente 4.1 Métodos Indirectos Oxígeno Azúcares CO 2 Ácidos grasos

34 Crecimiento en contínuo A diferencia del crecimiento por lote, es un sistema abierto: a) Hay administración constante de medio de cultivo b) Por lo tanto el sustrato no es limitante, c) Depende de la tasa de dilución