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Crecimiento microbiano

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  • 1. Crecimiento MicrobianoSandra Carolina BermúdezMicrobióloga con énfasis en Alimentos
  • 2. Crecimiento• Se define como elincremento en el númerode células .• El crecimiento de lamayoría demicroorganismos ocurrepor fisión binariaGeneralidades
  • 3. En la mayoría de las procariotas, el crecimiento de unacélula individual continua hasta que se divide en dosnuevas células, un proceso llamado fisión binaria.• Las células se alargan hastaaproximadamente el doble de lalongitud de la célula.• Formación del septo. Tabiquetransversal que separa la célulaen dos células hijas. Se forma apartir del crecimiento de la paredcelular y membrana plasmática.• Duplicación material celular encada célula hija.Fisión Binaria
  • 4. El crecimiento se define como el incremento en el número decélulas microbianas en una población, lo cual también puedeser medido como el incremento en la masa microbiana• Velocidad de Crecimiento: Cambio en el numero de células omasa celular por unidad de tiempo.• Tiempo de Generación. Es el tiempo requerido para que apartir de una célula se formen dos. Es el requerido paraduplicarse una población de células.• Crecimiento Exponencial. Crecimiento de un microorganismoen que el numero de células se duplica en un tiempodeterminado.Crecimiento de Poblaciones
  • 5. Curva de CrecimientoSe divide en:• Fase de Latencia: es la fase que precede a la exponencial de crecimiento, en estaetapa las células pueden estar metabolizando pero no creciendo.• Fase Exponencial: la célula se divide en dos, estas en otras dos y asísucesivamente.• Fase Estacionaria: el periodo inmediatamente posterior a la fase exponencialcuando la velocidad de crecimiento se hace cero. No hay incremento neto delnumero de células. Ocurren muchas funciones celulares, incluyendo elmetabolismo energético y algunos procesos biosintéticos.• Fase de Muerte . Las células después de permanecer activas metabólicamentedeben morir. Lisis celular.
  • 6. Medición del CrecimientoEl crecimiento de una población se mide siguiendo los cambios en el númerode células o el peso de la biomasa celular.Existen diversos métodos para contar el número de células o para estimar lamasa celular dependiendo del microorganismo que se trate.Contaje total decélulasContaje de viablesRecuento directo almicroscopioUna célula viable se define como la que es capaz dedividirse para dar lugar a descendencia.Diluciones. Para obtener el número apropiado decolonias, la muestra debe ser diluida.
  • 7. Medición del CrecimientoMedida de Masa Celular yTurbidezLa masa celular es proporcional alnúmero se puede utilizar ladeterminación de un parámetropara estimar el otro.Medidas de turbidez: unasuspensión celular aparece turbiaporque las células dispersan lasluz que atraviesa la solución.Cuantas mas células haya masluz se dispersa y mas turbia serála suspensión. Se mide con elfotómetro y el espectrofotómetro,los cuales hacen pasar la luz através de una suspensión celulary detectan la cantidad de luz nodispersada.
  • 8. Medición del CrecimientoCultivo ContinuoEs un cultivo de volumenconstante , al que se añade mediofresco y del que rebosa mediousado con células.Quimiostato: permite el controlde la densidad de la población y lavelocidad de crecimiento delcultivo. Se tiene en cuenta lavelocidad de dilución y laconcentración de un nutrientelimitante.Medio fresco delreservorioAire estéril uotro gasRegulador deflujoEspacio con aireGasRecipiente decultivoCultivoRebosaderoEfluyente con célulasmicrobianas
  • 9. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoLos requisitos para el crecimiento microbiano incluyen factores físicos yquímicos. Entre los factores físicos tenemos la temperatura, el pH y la presiónosmótica. Los factores químicos necesarios para el crecimiento bacterial sondiversos elementos constitutivos de las células.
  • 10. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoTEMPERATURAEl patrón de crecimiento bacterial se ve profundamente influenciado por latemperatura. La temperatura a crecimiento óptimo permite el crecimiento másrápido de las bacterias durante un período de tiempo, usualmente entre 12 y 14horas. La temperatura mínima de crecimiento es aquella temperatura menor ala cual la especie puede crecer. La Temperatura de crecimiento máximo es latemperatura mayor en la cual el crecimiento es posible. Los microorganismos sedividen en 3 grandes grupos en base a su preferencia de rango de temperatura.Sicrófilos son capaces de crecer a 0°C ó menos, pero crecen mejor a unatemperatura mayor. Estas bacterias son capaces de crecer a 0°C, pero tienen unatemperatura óptima de 15°C ó menos y una máxima de aproximadamente 20°C.Los sicrófilos estrictos mueren si se exponen a la temperatura de salón. Unejemplo de sicrófilos estrictos son las bacterias que crecen en la Antártica. Aún auna temperatura óptima estas bacterias se tardan en crecer de 2 a 3 semanas.Los sicrófilos facultativos o sicrotrofos son aquellos organismos que puedencrecer a 0°C, pero crecen mejor a una temperatura de entre 20 a 30°C.
  • 11. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoLos mesófilos crecen mejor a temperaturas quefluctúan de entre 25°C a 40°C. Aquí encontramoslos patógenos de humanos y animales de sangrecaliente, éstos crecen mejor a 37°C.Los termófilos son bacterias que crecen a unatemperatura óptima sobre los 45°C. La región decrecimiento de muchos termófilos se extiende a laregión de los mesófilos. Estas se conocen comotermófilos facultativos. La temperatura óptimade crecimiento para estos últimosmicroorganismos es entre 50 a 60°C.Los termófilos extremos crecen a unatemperatura mayor de 90°C. Es muy importanteseñalar que una bacteria no manifiesta lasmismas características de cultivo cuando secrece a diferentes temperaturas, un ejemplo loobservamos en Serratia marcescens, esta bacteriaproduce un pigmento rojo solamente a ciertatemperatura de cultivo.Efecto de la T° sobre velocidad decrecimiento y consecuenciasmoleculares para la celula
  • 12. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoACIDEZ Y ALCALINIDADpHEn la mayoría de las bacterias el crecimiento óptimo es entre 6.5 y 7.5. Muy pocasbacterias crecen a un pH menor de 4.0. Sin embargo, las bacterias clasificadascomo acidófilos son tolerantes a la acidez, un ejemplo es Thiobacillus thiodansque crece a un pH óptimo de entre 2.0 a 3.5.Ejm. Sulfolobus, Thermoplasma.
  • 13. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoDISPONIBILIDAD DE AGUALa disponibilidad de agua depende no solo del contenido del medio ambiente sinode la cantidad de solutos presentes en ella.PRESIÓN OSMÓTICALos microorganismos requieren agua para su crecimiento, además para obtenernutrientes de ésta. Una presión osmótica alta causa pérdida de agua y plasmólisisde la célula, por lo que se utiliza este fenómeno para conservar los alimentos yasea añadiendo sal o azúcar, lo que previene el crecimiento bacterial. Sin embargoalgunas bacterias se han adaptado a altas concentraciones de sal, a éstas se lesconoce como halófilos extremos. Por otro lado, los halófilos facultativos norequieren una alta concentración de sal, pero pueden crecer hasta unaconcentración de 2%. Otras bacterias pueden tolerar hasta un 15% de sal.
  • 14. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoCarbono (C) todos los organismos requieren C para sintetizar loscomponentes celulares.Nitrógeno, azufre y fósforo. Estos elementos se requieren para lasíntesis de DNA, RNA, proteínas y ATP. Las bacterias pueden obtenernitrógeno (N) ya sea fijándolo directamente de la atmósfera, como porejemplo el género bacteriano Rhizobium. También pueden obtener esteelemento de compuestos inorgánicos que contengan N comonitritos, nitratos, sales de amonia o amino ácidos. Las bacterias puedenobtener azufre de iones de sulfato, sulfito de hidrógeno y amino ácidoscon azufre. El fósforo es esencial para la síntesis de ácidos nucleicos ymembranas celulares. Una fuente para obtener fósforo son los iones defosfato y el ATP.Elementos trazas. Otros elementos como hierro, cobre, molibdeno y zincson requeridos por los microorganismos en pequeñas cantidades.Usualmente tienen función de cofactores.
  • 15. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoOxígeno. No todos los microorganismos necesitan 02, sin embargo, muchasformas de vida requieren oxígeno para llevar a cabo respiración aeróbica. Losmicroorganismos que utilizan oxígeno molecular son llamados aeróbicos.Estos se clasifican en aeróbicos obligados que son los que requieren oxígenosmolecular para vivir, y los aeróbicos facultativos los cuales utilizan eloxígeno molecular cuando está presente, pero en su ausencia continúan sucrecimiento por la vía de fermentación o respiración anaeróbica, un ejemploes Escherichia coli. Por otro lado tenemos los anaeróbico obligados quenecesitan ausencia de oxígeno molecular para crecer y donde estegeneralmente es tóxico, un ejemplo es el género Clostridium. Estosmicroorganismos obtienen el átomo de oxígeno molecular del agua. Tambiénse observan microorganismos anaeróbicos aerotolerantes los cuales noutilizan el oxígenos molecular para su crecimiento, pero pueden tolerarlo. Losmicroaerofílicos sólo pueden crecer en concentraciones de oxígenomolecular menor a las encontradas en el aire.Factores orgánicos de crecimiento. Estos son compuestos orgánicosesenciales que el organismo no puede sintetizar, aquí se incluyen lasvitaminas, los amino ácidos, las purinas y las pirimidinas.
  • 16. Efecto factores ambientales sobre elCrecimientoMedios de cultivoEs un material nutriente preparado para el crecimiento de microorganismos en ellaboratorio. Un medio quimicamente definido es aquel donde su composiciónquímica exacta es conocida. Un medio compleio es aquel donde su composiciónexacta varía de un lote a otro, ya que este medio esta hecho de nutrientes comoextractos de levaduras, carne, partes de plantas o proteínas digeridas. Hay mediosespecíficos para crecer anaeróbicos, es estos se utiliza un ingrediente reductorcomo tioglicolato de sodio, que se combina con el oxígeno molecular disuelto paraeliminarlo del medio. También hay medios selectivos, éstos medios en particularproveen nutrientes que ayudan al crecimiento y predominancia de un tipoparticular de bacterias, y a su vez inhibe que otros tipos de microorganismosestén presentes.El Medio diferencial nos permite diferenciar entre varios tipos de bacterias alincorporar a éste ciertas substancias como sangre, sal, tintes y otros. Siinoculamos el medio con bacterias que destruyen las células rojas mientras queotras bacterias no destruyen este tipo de células, podemos diferenciar unas deotras en el mismo medio.

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