Metabolismo Bacteriano

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Tópicos de todos los metabolismos

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Metabolismo Bacteriano

  1. 1. NUTRICION Y METABOLISMO BACTERIANO
  2. 2. <ul><li>Nutrientes </li></ul><ul><li>1- Fuente de energía luz </li></ul><ul><li>sustancias químicas </li></ul><ul><li>2- Macronutrientes </li></ul><ul><li>H K </li></ul><ul><li>O Mg </li></ul><ul><li>C Na </li></ul><ul><li>N 95% Ca </li></ul><ul><li>S Fe </li></ul><ul><li>P </li></ul><ul><li>3- Micronutrientes (elementos traza) </li></ul><ul><li>Co, Zn, Mo, Cu, Mn, Ni, Se, W </li></ul><ul><li>4- Factores de crecimiento </li></ul><ul><ul><li>Vitaminas </li></ul></ul><ul><ul><li>Purinas y pirimidinas </li></ul></ul><ul><ul><li>Aminoácidos </li></ul></ul>
  3. 3. Macronutrientes
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 8. MEDIOS DE CULTIVO <ul><li>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. </li></ul><ul><li>CLASIFICACION: </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Sintéticos o definidos.- contienen cantidades concretas de diversas sustancias puras, orgánicas, o inorgánicas disueltas en agua destilada, para el crecimiento de determinado microorganismo. </li></ul><ul><li>Semisintético.- contiene una mezcla de sustancias de naturaleza y cantidades conocidas junto a otras sustancias de naturaleza y composición indefinidas. </li></ul><ul><li>Según el estado físico o aspecto, estos tres tipos de medios de cultivo, podemos considerar: </li></ul><ul><li>Medios líquidos o “caldos” </li></ul><ul><li>Medios semisólidos, que contienen Agar-agar extraido de Algas rojas, y otros contienen sílica gel. </li></ul>
  8. 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 .
  9. 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.
  10. 11. <ul><li>Cultivo en medio líquido </li></ul><ul><li>Habitualmente se realiza en tubos o en matraces. El crecimiento se puede manifestar por enturbiamiento, por formación de velo o película, o por sedimento. </li></ul><ul><li>Cultivo en medio sólido </li></ul><ul><li>Puede ser en tubos o placas </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>b) Tubos sin inclinar.- Se siembran introduciendo una punta en el centro del agar. También se llama siembra por picadura. </li></ul><ul><li>c) Siembra en placas.- Puede ser en superficie (por estrías o bañado) o incorporada (mezclando el inóculo con el agar semifundido) </li></ul>
  11. 12. <ul><li>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 </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Las colonias aisladas deben aislarse nuevamente en medio no selectivo por el método de estrías. Esto se conoce como reaislamiento. </li></ul>CULTIVO PURO
  12. 13. Crecimiento de un microorganismo en medio de cultivo líquido 1- Fase de latencia 2- Fase exponencial 3- Fase estacionaria 4- Fase de muerte
  13. 14. Crecimiento en un volumen fijo de medio o cultivo cerrado ( batch ) <ul><li>Fase lag .- las células se adaptan al nuevo ambiente, aun no se dividen </li></ul><ul><li>Fase exponencial ( log ) .- velocidad máxima de crecimiento bajo condiciones particulares, tiempo de generación mínimo </li></ul><ul><li>Fase estacionaria .- sin crecimiento neto, vc=0 ó estadísticamente = 0 </li></ul><ul><li>cuando: vc=vm (vel. crecimiento es igual a la de muerte). </li></ul><ul><ul><li>nutrientes limitantes, pero suficientes para mantener actividad </li></ul></ul><ul><ul><li>acumulación de desechos, inhibición del crecimiento. </li></ul></ul><ul><li>Fase de muerte .- velocidad de muerte celular > velocidad de división celular. </li></ul>Luego de la adición de bacterias al medio líquido fresco se observa la siguiente cinética de crecimiento:
  14. 15. <ul><li>Factores del ambiente </li></ul><ul><li>físicos : temperatura, gases, pH, presión osmótica </li></ul><ul><li>químicos : nutrientes, sustancias antimicrobianas </li></ul><ul><li>biológicos : otros microorganismos, micro y mesofauna, vegetación, afectan las actividades microbianas </li></ul><ul><li>Los distintos factores actúan simultáneamente y resulta difícil el análisis integrado de los efectos. </li></ul>
  15. 16. <ul><li>Sicrófilos - rango: < 0-20°C, óptimo < 15 o C </li></ul><ul><ul><li>organismos marinos, algas: Chlamydomonas nivalis (nieve rosada), bacterias: Pseudomonas , Flavobacterium </li></ul></ul><ul><ul><li>membrana contiene alto % de ácidos grasos insaturados </li></ul></ul><ul><li>Sicrótrofos o Sicrófilos facultativos </li></ul><ul><li>- rango: 0-35°C, óptimo 20-30 o C </li></ul><ul><ul><li>Pseudomonas - crecen en el refrigerador </li></ul></ul><ul><li>Mesófilos - rango: 15-45° C, óptimo: 30-40°C </li></ul><ul><ul><li>la mayoría de los microorganismos (del suelo, aguas, patógenos) </li></ul></ul><ul><li>Termófilos - rango: 40-70°C, óptimo de 55-65 o C </li></ul><ul><ul><li>membrana contiene alto % de ácidos grasos saturados </li></ul></ul><ul><ul><li>enzimas estables al calor </li></ul></ul><ul><ul><li>Bacillus stearothermophilus , organismos de compostaje </li></ul></ul><ul><li>Hipertermófilos - rango: 80-113°C, óptimo > 90 o C </li></ul><ul><ul><li>Pyrococcus, Pyrodictium (aguas termales) </li></ul></ul>
  16. 17. <ul><li>O xígeno </li></ul><ul><li>Clasificación de los microorganismos según </li></ul><ul><li>el efecto del oxígeno: </li></ul><ul><li> Aerobios </li></ul><ul><ul><li> obligados : requieren oxígeno (21% o más) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ej. Bacillus , hongos, etc. </li></ul></ul><ul><li> microaerofílicos : lo requieren pero a niveles menores que el atmosférico (5-10%) </li></ul><ul><li>Ej. Azospirillum </li></ul><ul><li> Anaerobios </li></ul><ul><ul><li> facultativos : no requieren oxígeno, pero el desarrollo es mejor con oxígeno. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ej. Levaduras, E. coli </li></ul></ul><ul><ul><li> aerotolerantes : no son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o presencia de oxígeno). </li></ul></ul><ul><ul><li>Ej. Enterococcus faecalis, Sreptococcus spp. </li></ul></ul><ul><ul><li> obligados: no toleran el oxígeno, muere en su presencia </li></ul></ul><ul><li>Ej. Methanobacterium, Clostridium </li></ul>.
  17. 18. <ul><li>tubos con medio de cultivo llenos por completo. </li></ul><ul><li>medios con sustancias que reaccionan con el oxígeno y lo excluyen. </li></ul><ul><li>dispositivo especial (cámara anaeróbica) </li></ul><ul><li>cajas o tubos incubados en recipientes con granos germinados (cebada, centeno) </li></ul>Cultivos en anaerobiosis
  18. 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
  19. 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

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