Nutricion, cultivo y crecimiento microbiano
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Este documento trata sobre la nutrición, el cultivo y el crecimiento microbiano. Explica los requerimientos nutricionales de los microorganismos, como obtienen carbono, energía y electrones, y los factores que afectan su crecimiento como la temperatura y la concentración de oxígeno. También describe los diferentes tipos de medios de cultivo y las técnicas para sembrar cultivos, y explica el ciclo típico de crecimiento microbiano.
Nutricion, cultivo y crecimiento microbiano
- 1. Microbiología Biol 2201 Nutrición, cultivo y crecimiento microbiano 1
- 2. Lecturas asignadas Libro de Prescott: • Capítulo 5: Nutrición, crecimiento y control microbiano • Capítulo 6: Crecimiento microbiano 2
- 3. Nutrición microbiana • Para obtener energía y elaborar nuevos componentes celulares, los organismos tienen que disponer de materias primas, o nutrientes. • Los nutrientes son sustancias que se emplean en la biosíntesis y producción de energía y, en consecuencia, son necesarios para el crecimiento microbiano. • Factores ambientales como temperatura, nivel de oxigeno y concentración osmótica del medio son críticos para cultivar con éxito los microorganismos. 3
- 4. Requerimientos nutritivos esenciales • Macroelementos o macronutrientes: – CHONPS • Componentes de carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos – Calcio, magnesio y hierro • Microelementos o micronutrientes – Traza – Manganeso, cinc, cobalto, molibdeno, níquel y cobre 4
- 5. Fuentes de carbono, energía y electrones • Fuentes de carbono: – Autótrofos: Utilizan CO2 como única o principal fuente de carbono – Heterótrofos: Utilizan moléculas orgánicas precedentes de otros organismos • Fuentes de Energía: – Fototrofos: Luz – Quimiotrofos: Oxidación de compuestos orgánicos o inorgánicos • Fuentes de electrones: – Litótrofos: moléculas inorgánicas reducidas – Organotrofos: moléculas orgánicas 5
- 6. Factores de crecimiento • Son compuestos orgánicos que necesitan los microorganismos para poder crecer: – Amino ácidos • Para síntesis de proteínas – Purinas y pirimidinas • Para síntesis de ácidos nucleicos – Vitaminas • Tienen múltiples funciones • Son moléculas orgánicas pe queñas 6
- 7. Ejemplos de Vitaminas • Biotina: metabolismo de compuestos monocarbonados • Cianocobalamina (B12): reagrupamientos moleculares • Acido fólico: metabolismo de compuestos monocarbonados • Tiamina: Transferencia de grupos aldehído 7
- 8. La membrana bifosfolipidica • Semipermeable • Contiene: – Proteínas – Bicapa de fosfolípidos – Proteínas integrales – Proteínas periféricas • Exterior: Hidrofilica • Interior: Hidrofobica 8
- 9. MEMBRANA FLUIDA SEMIPERMEABLE MOSAICO FLUIDO 9
- 10. 10
- 11. Difusión facilitada • Tipo de difusión pasiva – No requiere energía • Requiere el uso de una proteína en la membrana plasmática: Permeasa • El soluto se pega a la permeasa, cambiando la conformación de la permeasa, permitiendo que el soluto se libere hacia el interior de la célula. 11
- 12. Difusión facilitada • Se sigue un gradiente de concentración • Como no hay utilización de energía, las moléculas continuaran entrando a la célula mientras que su concentración sea superior al a del exterior. 12
- 13. Transporte activo • Requiere energía • En contra del gradiente de concentración – «va en contra de la corriente» • No depende de las concentraciones del interior o del exterior de la célula 13
- 14. Medios de Cultivo • Los estudios en la microbiología dependen grandemente de la capacidad de cultivar y mantener microorganismos en un laboratorio. Para esto, se deben tener disponible los medios de cultivo apropiados. • Medio de cultivo: preparación liquida o solida utilizada para el crecimiento y mantenimiento de microorganismos. • La composición precisa de un medio adecuado dependerá de la especie que se quiere cultivar, porque las necesidades nutricionales varían considerablemente. • El conocimiento del hábitat natural de un microorganismo es útil para poder elegir un medio de cultivo apropiado. 14
- 15. Medios de Cultivo • Medios definidos o sintéticos – se conocen todos los componentes • Medios complejos – se desconoce la composición química de algunos de los ingredientes • Medios diferenciales – Medios que diferencian entre grupos distintos de bacterias • Medios selectivos – Favorecen el crecimiento de microorganismos particulares – Ej. MacConkey • para E.coli • suprime el crecimiento de las bacterias gram positivas. 15
- 16. • Colonia= formación o agrupación macroscópicamente visible de microorganismos sobre un medio sólido. 16
- 17. • 3 técnicas de siembra de cultivos: –Siembra en Estrías • Medio solido frio –Siembra en Profundidad • Con diluciones en agar temperado 45°C –Extensión • Se extiende la muestra uniformemente con una varilla estéril 17
- 18. Siembra en estría 18
- 19. Siembra en Profundidad 19
- 20. Extensión 20
- 21. Morfología de colonias bacterianas 21
- 22. Crecimiento Microbiano • El crecimiento consiste en el aumento de los constituyentes celulares, y tiene como resultado un incremento del tamaño o del número celular o de ambos. 22
- 23. Curva de crecimiento 4 fases 1. Latencia: Aunque no hay crecimiento inmediato, es un proceso activo con síntesis de nuevos componentes 2. Exponencial: se duplican las células en intervalos constantes 3. Estacionaria: el numero total de microorganismos viables, se mantiene constante. Balance entre división y muerte. También puede ser debido a que la células dejan de dividirse. 4. Muerte: disminución de nutrientes y acumulación de residuos tóxicos. Intervalos constantes. 23
- 24. Curva de Crecimiento bacteriano 24
- 25. Rangos de temperatura • Mínima • Optima • Máxima • Definidos por los efectos de temperatura, desnaturalización de proteínas y alteración de membranas. 25
- 26. 5 tipos de microorganismos con distintas preferencias de temperaturas: 1. Psicrofilos 2. Psicrotrofos 3. Mesofilos 4. Termofilos 5. Hipertermofilos 26
- 27. 27
- 28. Distintos microorganismos poseen distintos requerimientos de oxígeno para vivir: Aerobio= crece en O2 atmosférico Anaerobio= crecen en ausencia de O2 1. Aerobios obligados: requieren O2 atmosférico 2. Anaerobio estricto: mueren en presencia de O2 3. Anaerobios facultativos: puede crecer sin O2, pero crece mejor en su presencia 4. Microaerofilos: crecen en concentraciones de O2 de 2-10% 5. Anaerobio aerotolerante: de igual manera puede crecer con o sin O2 28
- 29. Concentración de Oxígeno 29