Metabolismo Bacteriano
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El documento describe los nutrientes y factores necesarios para el crecimiento microbiano, incluyendo macronutrientes, micronutrientes y factores de crecimiento. También explica los medios de cultivo, el aislamiento de microorganismos, y cómo los factores ambientales como la temperatura, el oxígeno y el pH afectan el crecimiento microbiano.
Metabolismo Bacteriano
- 1. NUTRICION Y METABOLISMO BACTERIANO
- 2. Nutrientes 1- Fuente de energía luz sustancias químicas 2- Macronutrientes H K O Mg C Na N 95% Ca S Fe P 3- Micronutrientes (elementos traza) Co, Zn, Mo, Cu, Mn, Ni, Se, W 4- Factores de crecimiento Vitaminas Purinas y pirimidinas Aminoácidos
- 5. CONDICIONES PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANO Nutrientes Agua Fuentes de energía Fuentes de C, N, y otros elementos Micronutrientes, Factores de crecimiento Condiciones de cultivo P H Temperatura Luz Aireación Actividad del agua Potencial redox Crecimiento Medios de cultivo
- 6. FACTORES DE CRECIMIENTO Los microorganismos auto o heterotrófos pueden requerir pequeñas cantidades de ciertos compuestos orgánicos que no pueden sintetizar y deben incorporarse en los medios de cultivo. * bases púricas y pirimídicas ADN, ARN * aminoácidos esenciales síntesis proteica * vitaminas coenzimas
- 7. Aislar: Es separar un tipo de microorganismo a partir de una población mixta. En habitats naturales, raramente encontramos a los microorganismos en cultivo puro . Aislamiento directo: se logra a partir de una muestra cuando el o los microorganismos están en una proporción adecuada., se realiza por estrías (agotamiento) con o sin dilución previa de la muestra (suelo, alimentos), en medio sólido. Aislamiento por enriquecimiento: Cuando el microorganismo que se desea aislar e identificar se encuentra en baja proporción en la muestra, y se incluye una primera etapa que consiste en sembrar la muestra en medio líquido. Luego de varios pasajes se “aisla” por el método de estrías . AISLAMIENTO
- 8. MEDIOS DE CULTIVO DEFINICION.- Es una solución acuosa (bien como tal, o incorporada a un coloide en estado de gel) que contiene todas las sustancias necesarias para el crecimiento de un determinado tipo de microorganismo. CLASIFICACION: Complejos o indefinidos.- son de composición química no exacta, de derivados y extractos naturales. Ejms: Extracto de carne; de levadura; peptona de carne o de soya; etc. Sintéticos o definidos.- contienen cantidades concretas de diversas sustancias puras, orgánicas, o inorgánicas disueltas en agua destilada, para el crecimiento de determinado microorganismo. Semisintético.- contiene una mezcla de sustancias de naturaleza y cantidades conocidas junto a otras sustancias de naturaleza y composición indefinidas. Según el estado físico o aspecto, estos tres tipos de medios de cultivo, podemos considerar: Medios líquidos o “caldos” Medios semisólidos, que contienen Agar-agar extraido de Algas rojas, y otros contienen sílica gel.
- 9. Clasificación de los medios de cultivo Según su naturaleza física * líquidos * sólidos - solidificante: Ejm. Agar-agar * semi-sólidos Según su composición * definidos o sintéticos: de composición química conocida * no definidos o complejos: de composición química no definida, enriquecidos con peptonas, extracto de carne, de levadura, de suelo, sangre .
- 10. Según su uso en el laboratorio * Selectivos o inhibitorios : medios que contienen, además de los nutrientes, ciertas sustancias que inhiben el desarrollo de algunos microorganismos permitiendo el crecimiento de otros o cuya composición permite el desarrollo de un grupo específico. Ejm. Agar-antibióticos; agua, sales, luz; medios con NaCl superior a la concentración fisiológica. * Diferenciales: medios de cultivo que contienen indicadores para diferenciar los distintos tipos de microorganismos que puedan crecer en él. Ej. azúcar fermentecible: lactosa, indicador:rojo neutro.
- 11. Cultivo en medio líquido Habitualmente se realiza en tubos o en matraces. El crecimiento se puede manifestar por enturbiamiento, por formación de velo o película, o por sedimento. Cultivo en medio sólido Puede ser en tubos o placas a) Tubos con agar inclinado.- Para sembrarlos, se mueve el asa o la punta suavemente sobre la superficie del agar con un movimiento en zigzag desde el fondo hasta la parte superior, cuidando de no dañar el agar. b) Tubos sin inclinar.- Se siembran introduciendo una punta en el centro del agar. También se llama siembra por picadura. c) Siembra en placas.- Puede ser en superficie (por estrías o bañado) o incorporada (mezclando el inóculo con el agar semifundido)
- 12. Las colonias se describen por examen macroscópico en función del tamaño, la forma, el borde, la elevación, la transparencia y el color. Esto resulta a veces muy útil en la identificación A partir de colonias aisladas en medio de cultivo se realiza un examen microscópico que debe mostrar células razonablemente semejantes respecto al Gram y a la morfología. Las colonias aisladas deben aislarse nuevamente en medio no selectivo por el método de estrías. Esto se conoce como reaislamiento. CULTIVO PURO
- 13. Crecimiento de un microorganismo en medio de cultivo líquido 1- Fase de latencia 2- Fase exponencial 3- Fase estacionaria 4- Fase de muerte
- 14. Crecimiento en un volumen fijo de medio o cultivo cerrado ( batch ) Fase lag .- las células se adaptan al nuevo ambiente, aun no se dividen Fase exponencial ( log ) .- velocidad máxima de crecimiento bajo condiciones particulares, tiempo de generación mínimo Fase estacionaria .- sin crecimiento neto, vc=0 ó estadísticamente = 0 cuando: vc=vm (vel. crecimiento es igual a la de muerte). nutrientes limitantes, pero suficientes para mantener actividad acumulación de desechos, inhibición del crecimiento. Fase de muerte .- velocidad de muerte celular > velocidad de división celular. Luego de la adición de bacterias al medio líquido fresco se observa la siguiente cinética de crecimiento:
- 15. Factores del ambiente físicos : temperatura, gases, pH, presión osmótica químicos : nutrientes, sustancias antimicrobianas biológicos : otros microorganismos, micro y mesofauna, vegetación, afectan las actividades microbianas Los distintos factores actúan simultáneamente y resulta difícil el análisis integrado de los efectos.
- 16. Sicrófilos - rango: < 0-20°C, óptimo < 15 o C organismos marinos, algas: Chlamydomonas nivalis (nieve rosada), bacterias: Pseudomonas , Flavobacterium membrana contiene alto % de ácidos grasos insaturados Sicrótrofos o Sicrófilos facultativos - rango: 0-35°C, óptimo 20-30 o C Pseudomonas - crecen en el refrigerador Mesófilos - rango: 15-45° C, óptimo: 30-40°C la mayoría de los microorganismos (del suelo, aguas, patógenos) Termófilos - rango: 40-70°C, óptimo de 55-65 o C membrana contiene alto % de ácidos grasos saturados enzimas estables al calor Bacillus stearothermophilus , organismos de compostaje Hipertermófilos - rango: 80-113°C, óptimo > 90 o C Pyrococcus, Pyrodictium (aguas termales)
- 17. O xígeno Clasificación de los microorganismos según el efecto del oxígeno: Aerobios obligados : requieren oxígeno (21% o más) Ej. Bacillus , hongos, etc. microaerofílicos : lo requieren pero a niveles menores que el atmosférico (5-10%) Ej. Azospirillum Anaerobios facultativos : no requieren oxígeno, pero el desarrollo es mejor con oxígeno. Ej. Levaduras, E. coli aerotolerantes : no son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o presencia de oxígeno). Ej. Enterococcus faecalis, Sreptococcus spp. obligados: no toleran el oxígeno, muere en su presencia Ej. Methanobacterium, Clostridium .
- 18. tubos con medio de cultivo llenos por completo. medios con sustancias que reaccionan con el oxígeno y lo excluyen. dispositivo especial (cámara anaeróbica) cajas o tubos incubados en recipientes con granos germinados (cebada, centeno) Cultivos en anaerobiosis
- 19. Otros gases N 2 componente principal de de la atmósfera (78%). Gas inerte: no es usado por la mayoría de los organismos, los que pueden reducir el triple enlace del N 2 con la enzima nitrogenasa se denominan diazotrofos o fijadores de N 2 y pueden desarrollarse en ambientes sin N-combinado CO tóxico para la mayoría de los organismos (cadena respiratoria) puede ser oxidado a CO 2 por algunos microorganismos CH 4 liberado a la atmósfera por microorganismos metanogénicos, gas con efecto invernadero, puede ser oxidado a CO 2 por bacterias metanotróficas CO 2 importante gas, fuente de carbono para los autotrofos, aerobios y anaerobios, fotosintéticos o quimiosintéticos. Muchos hongos lo requieren a niveles superiores a los atmósfericos, para ciertas síntesis H 2 poco usado, tóxico para la mayoría de los microorganismos, brinda energía a bacterias Hydrogenomonas: H 2 +O 2 = H 2 0 + ATP
- 20. pH El pH es la acidez o alcalinidad de una solución, medida por el log 1/(H + ) Clasificación de los microorganismos según su pH óptimo Neutrófilo : pH óptimo 7 - Ej.: bacterias patógenas humanas. Acidófilo : pH óptimo 7 - Ej.: muchas de las archeobacterias y hongos. Basófilo : pH óptimo 7 - Suelos y aguas ricas en carbonatos