crecimiento 2007 (1)
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creciemiento de bacterias en medios normalesTRANSCRIPT
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Crecimiento bacteriano
Fisión binaria
Esquema mostrando el proceso de división binaria de una bacteria en forma de bastón
Es el aumento irreversible de materia viva que por lo general se efectúa mediante el incremento y la división de las células
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Métodos de determinación del número de células o la masa de una población bacteriana
• Determinación de peso húmedo
• Determinación de peso seco
• Determinación de la masa de un componente celular
• Recuento microscópico directo
• Determinación de la turbidez del cultivo
Absorbancia
mg peso seco/ml
OD650nm
OD420nm
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Medición del crecimiento
Cuenta directa con cámara de Petroff-Hausser
Limitaciones
Las células muertas no se distinguen de las vivas
Las muy pequeñas son difíciles de ver
Se requiere tiempo y habilidad para que sea un método preciso
No es bueno para una suspensión diluída (menos de 106 cel/ml).
La muestra se coloca aquí
El portaobjetos lleva marcada una rejilla. Encima de cada cuadrado se coloca un volumen conocido de muestra.
Se cuentan las células al microscopio
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Métodos para realizar un recuento de bacterias viables en placa de petri
Célula viable Es capaz de dividirse para dar una progenie. Un recuento de este tipo implica contar colonias en una placa de petri.
Cada célula viable será una unidad formadora de colonia
incubación
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En cualquiera de los dos métodos, la muestra debe diluirse adecuadamente.
Se hacen diluciones seriadas para conseguir un número apropiado de colonias
El número de colonias depende además del medio, las condiciones de incubación y el tiempo.
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Inóculo viable
Presencia de una fuente de energía
Presencia de nutrientes que provean los elementos esenciales para sintetizar la biomasa
Ausencia de inhibidores del crecimiento
• Condiciones físico-químicas adecuadas (temp., pH, tensión de oxígeno, etc.)
Qué condiciones se requieren para el crecimiento de un cultivo ???
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Parámetros que caracterizan el desarrollo de un cultivo
I. Velocidad específica de crecimiento
I. Tiempo de duplicación
I. Número de generaciones/hora
I. Existencia o no de una fase de latencia en el crecimiento
• Número de células en fase estacionaria. Biomasa máxima
• Rendimiento del crecimiento
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I. Velocidad específica de crecimiento
dx = µ x dt
dx/dt = µ x
1/x dx = µ dt ó 1/N dN = µ dt
ln x - ln xo = µ (t - to) =µ t to = 0
ln N - ln No = µ (t - to) = µ t
ln x = ln xo + µ t ó ln N = ln No + µ t
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µ
ln x ó ln N
tiempo
ln xo óln No
log x = log xo + µ/2,303 t µ/2,303
log x ó log N
tiempo
log xo ólog No
ln (x/xo) = µ t x/xo = eµt x = xo eµt
x ó N
tiempo
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II. Tiempo de duplicación
x = 2 xo t = tD
ln (x/xo) = µ t ln (2 xo/xo) = µ tD
tD = ln 2 / µ = 0,693 / µ
µ = ln 2 / tD = 0.693 / tD
Como se ve tD varía inversamente con µ y viceversa
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III. Número de generaciones en un dado tiempo
n2 nN
...
...
32 38
22 24
12 12
02 01
GeneraciónNúmero de células(expresado como potencia de 2)
Número de células
N = No 2 n ó x = xo 2 n
log N = log No + n log 2 ó log x = log xo + n log 2
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Qué diferencia existe entre µ y ν ???
1 /ν = ln 2 / µ µ = ln 2 . ν
ν = µ / ln 2
n = (log N - log No) / log 2 ó n = (log x - log xo) / log 2
tD = t / n ν = n / t = 1 / tD
µ es el cambio de masa por unidad de tiempo y por unidad de masa ( h-1 )ν es el número de generaciones por unidad de tiempo ( n . h-1 )
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log N cel viables/ml
tiempo
A
B
CD
A: Fase de latencia
B: Fase exponencial
C: Fase estacionaria
D: Fase de muerte
Representación gráfica del crecimiento de un cultivo en batch
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IV. Existencia o no de una fase de latencia
Cambio del medio de cultivo: síntesis de nuevas enzimas
Presencia de un inhibidor: inactivación del inhibidor
Presencia de esporas: germinación de las esporas
Estado del inóculo: edad del cultivo
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V. Número de células en fase estacionaria
• Agotamiento de algún nutriente (solo si está en concentración limitante)
Inhibición del crecimiento por liberación de toxinas
Estrés físico y/o químico: cambio de pH, temperatura, etc.
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VI. Rendimiento del crecimiento. Coeficiente de rendimiento
• Agotamiento de un nutriente esencial
Desarrollo de un pH adverso
• Acumulación de productos finales del metabolismo que al pH del medio pueden resultar tóxicos para el microorganismo e impedir su crecimiento
Y = peso de bacteria formada (g/l) / peso de nutriente limitante consumido (g/l)
Y = coeficiente de rendimiento
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X - Xo = Y (So -S) Xm - Xo = Y So
Xm = Xo +Y So
VI. Rendimiento del crecimiento. Coeficiente de rendimiento
So (mg/ml)
Xm
Xo
Y
Cada punto de esta representación se obtiene a partir de una curva de crecimiento.
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Efecto de la concentración de nutrientes sobre la velocidad de crecimiento
µ = µmax x s / ks + s
µ
s (mg/ml)
5 g/l
3 g/l
0.5 g/l
0.1 g/l
0.05 g/l
5 mg/l
0.1 mg/l
1.0 µg/l
log N°cel/ml
tiempo
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Cultivo diáuxico
Tiempo
Log N/ml
Consumo de glucosa
Fase de latencia para consumir lactosa
Consumo de lactosa
• Crecimiento diáuxico es el desarrollo del microorganismos sobre dos fuentes de energía presentes al mismo tiempo.
• Primero utiliza una de las fuentes, hasta agotarla, luego hay una pequeña latencia, posteriormente reinicia el crecimiento con la segunda fuente de energía
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Mapa genético del operón lactosa
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Regulación a través del complejo CAP-cAMP
(a) Glucosa presente (cAMP bajo); lactosa ausente
(b) Glucosa presente (cAMP bajo); lactosa presente
(c) Glucosa ausente (cAMP alto); lactosa presente
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Bibliografía