Tema: CRECIMIENTO Y METABOLISMO BACTERIANO Docente: Dr. Guido Malpartida Tello 2017-II III I

CRECIMIENTO BACTERIANO Mediante la fisión binaria la célula bacteriana se divide en 2 hijas. Si no se produce ninguna mutación las 2 células serán genéticamente idénticas a la célula original. Así se tiene una "duplicación local" de la población bacteriana. Si el número de supervivientes supera la unidad, en promedio, la población bacteriana experimenta un crecimiento exponencial. Directos e individuales (microscopía, citometría ​ ), masivos (biomasa). Indirectos e individuales (conteo de colonias), en bloque (turbidez, absorción de nutrientes). La curva del crecimiento exponencial de las bacterias en un cultivo se mide mediante la enumeración bacteriana (conteo bacteriano) por métodos:

El crecimiento se muestra como: L = log(núm): número de colonias con actividad reproductora positiva T (tiempo.)

FASES DEL CRECIMIENTO BACTERIANO A. Adaptación o rezago: período donde las bacterias individuales están madurando sin posibilidad de dividirse; existe síntesis de ARN, enzimas y otras moléculas. No están latentes. El número de nuevas bacterias por unidad de tiempo es proporcional a la población actual. Si el crecimiento no se limita, la duplicación continuará a un ritmo constante, por lo tanto el número de células se duplica con cada período de tiempo. La representación gráfica del logaritmo del número de células frente al tiempo genera una línea recta. La pendiente de la recta en la curva depende de las condiciones de crecimiento y eventos de división celular o la probabilidad de la sobrevivencia de las células hijas. El crecimiento no puede continuar indefinidamente, porque en el medio llega pronto al agotamiento de nutrientes mientras se acumulan los desechos. B. Crecimiento logarítmica o exponencial: período caracterizado por la duplicación celular. ​

C. Estacionaria: la tasa de crecimiento disminuye como consecuencia del agotamiento de nutrientes y la acumulación de productos tóxicos. se caracteriza por un valor constante del número de bacterias a medida que la tasa de crecimiento de las bacterias se iguala con la tasa de muerte bacteriana. D. Declinación, las bacterias se quedan sin nutrientes y mueren. Las células no se reproducen en sincronía a menudo no sigue siempre un ritmo constante, sino que en su lugar poseen una tasa de lenta decadencia, de las concentraciones de nutrientes y el aumento de las concentraciones de residuos. El crecimiento bacteriano se puede suprimir con bacteriostáticos, sin necesidad de matar las bacterias.

MEDIDA DEL CRECIMIENTO El crecimiento de una población bacteriana puede ser medida mediante diversas metodologías. Recuento microscópico de bacterias Recuento electrónico de bacterias Directos e individuales: el crecimiento se calcula por el número total de bacterias y se puede determinar mediante: Recuento de colonias En bloque (turbidez, absorción de nutrientes). Indirectos e individuales: crecimiento implica el aumento de microorganismos capaces de formar colonias se toma en cuenta el número de microorganismos viables. Las determinaciones que se utilizan son:

Camara de recuento de Petroff-Hausser

1/Diluci ó n: U tilizada para llenar la c á mara de recuento. N ú mero de cuadrados contados: Cantidad de cuadrados de la c á mara que se utilizaron para contar un el n ú mero de bacterias. Volumen del cuadrado: Volumen de cada cuadrado de la c á mara. Depende del tipo de cuadrado en donde se realiz ó el recuento. Por ejemplo, cada cuadrado peque ñ o tiene un volumen de 5 x 10-8 ml (50 µ m x 50 µ m x 20 µ m = 5 x 104 µ m 3 = 5 x 10-8 ml)

Algunos de los métodos para cuantificar la biomasa son confiables, pero pueden volverse complicados si se busca la exactitud. Peso húmedo: Se obtiene a partir de una muestra en suspensión que es pesada luego de la separación de las células por filtración o centrifugación. Es una técnica útil para grandes volúmenes de muestra. La principal desventaja es que el diluyente queda atrapado en el espacio intercelular y contribuye al peso total de la masa. La cantidad de líquido retenida puede ser importante, por ejemplo, un pellet de células bacterianas muy empaquetadas puede contener un espacio intercelular que aporta entre el 5-30% del peso, de acuerdo a la forma y deformación celular. Medida de la Biomasa

Peso seco: El peso seco (contenido de sólidos) de las células bacterianas que se encuentran en una suspensión se obtiene por el secado de un volumen en un horno a 105°C hasta peso constante. Esta técnica es útil para grandes volúmenes de muestra, debido a que diferencias del orden de los miligramos representan el peso de un gran número de bacterias. La desventaja de este método es que componentes volátiles de la célula pueden perderse por el secado y puede existir alguna degradación. También la muestra seca puede recobrar humedad durante el pesado, principalmente si el ambiente tiene una humedad relativa alta.

Determinación de nitrógeno: Técnica que determinar indirectamente la masa de una población bacteriana. Se determinar la cantidad de nitrógeno que contiene una muestra con relación al compuesto que se quiera determinar. Puede analizarse el nitrógeno no proteico mediante el NO2 -, NO 3-, NH 4 +, el nitrógeno proteico mediante absorción en UV, Reacción de Biuret, Reacción de Lowry, o el nitrógeno total mediante la Digestión de Kjeldahl. Incorporación de precursores radiactivos: Técnica que determina indirectamente la masa de una población bacteriana. En esta técnica se adiciona al medio un compuesto marcado radiactivamente que puede ser incorporado a la célula, y luego se determina la cantidad de marca incorporada por toda la población.

Turbidimetría: Mide la reducción de la transmisión de luz debido a partículas de una suspensión y cuantifica la luz residual transmitida. Las soluciones diluidas de diferentes tipos de bacterias, independientemente del tamaño celular, tienen casi la misma absorbancia por unidad de concentración de peso seco, independientemente del tamaño celular del microorganismo. Sin embargo, se encuentran absorbancias muy diferentes por partícula o por UFC (Unidad Formadora de Colonia) cuando los tamaños de las células bacterianas son diferentes. Por esta razón, para estimar el número de microorganismos totales o el número de microorganismos viables de una suspensión bacteriana debe realizarse una "curva de calibración" con cada tipo de microorganismo, sólo de esta forma es posible relacionar Absorbancia (Densidad Óptica) con el número de microorganismos totales.

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