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CRECIMIENTO
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CRECIMIENTO
Reproducción bacteriana
Fisión binaria
Las bacterias generalmente se reproducen por fisión
binaria.
Una célula se divide en dos después de desarrollar una pared
transversa.
Generalmente es asexual aunque en algunas especies puede ser
precedida de conjugación.
Crecimiento
Se define como un incremento ordenado de los principales
constituyentes de un organismo.
Involucra síntesis de estructuras celulares, ácidos nucleicos,
proteínas y otros componentes celulares a partir de nutrientes.
Todos los seres vivos toman nutrientes y excretan productos de
desecho.
Crecimiento en Lote
En un sistema cerrado:
a)El crecimiento está determinado por un equilibrio dinámico
entre la velocidad de crecimiento y la velocidad de muerte
b)El crecimiento depende de la composición del medio de cultivo,
principalmente de un sustrato limitante, de las condiciones
ambientales y del inóculo inicial
FASES DE LA CURVA DE CRECIMIENTO EN LOTE
Fases de crecimiento.
I. Fase lag
Es un período de adaptación, cuando un cultivo de microorganismos
es llevado de un ambiente a otro.
Los microorganismos sufren una reorganización tanto en su
velocidad de crecimiento como en sus constituyentes
macromoleculares.
Durante esta etapa la masa celular puede cambiar sin cambiar el
número de células.
Fases de crecimiento.
II. Fase de aceleración del crecimiento
Fases del crecimiento
III. Fase exponencial
Es un período de balance o de estado estacionario en el crecimiento,
durante el cual la velocidad específica de crecimiento es constante.
La composición química del medio de cultivo esta cambiando debido
a que los nutrientes se están consumiendo y productos
metabólicos son producidos.
IV. Fase de desaceleraciòn
La velocidad de crecimiento disminuye y los
microorganismos dejan de reproducirse empezando a entrar
a la fase estacionaria
Fases del crecimiento
Fases de crecimiento.
V. Fase estacionaria
Los nutrientes se agotan y los productos tóxicos se
acumulan.
La masa total puede permanecer constante pero el número
de células puede descender.
La tasa de crecimiento es igual a la tasa de muerte.
Fases de crecimiento.
VI. Fase de declinación o muerte
La tasa de muerte es mayor que la tasa de crecimiento.
Los nutrientes se agotan y se acumulan productos tóxicos
Tiempo de generación o duplicación
Una célula crece
progresivamente y se
divide en dos células
iguales.
El tiempo requerido para
que la célula se divida (o
para que la población de
un organismo se duplique
en número) se conoce
como tiempo de generación
o duplicación.
n = 1
n = 3
n = 2
n = 4
2n
En donde n = al número de generaciones
Cálculo del número de generaciones
En donde:
n = Número de generaciones
t0 = Tiempo inicial de incubación
t = Tiempo final de incubación
g = Tiempo de duplicación (o generación)
g =
Cálculo del tiempo de generación
ln (N – N0)
t – t0
En donde:
g .-Tiempo de generación
N0.- Número de microorganismos inicial
N.- Número de microorganismos final
t0.- Tiempo Inicial
t.- Tiempo final
La velocidad específica de crecimiento es obtenida a
partir de la pendiente de una gráfica de lnX vs tiempo
Velocidad de Crecimiento...
Bajo condiciones exponenciales se describe:
dX/dt=µX (1)
dN/dt= µn N (2)
donde:
X = Concentración de m.o. en g/l
N = Concentración de m.o. en células/l
t = Tiempo
µ = Velocidad específica de crecimiento en h-1 (masa)
µn = Velocidad específica de crecimiento en h-1 (número)
Velocidad de Crecimiento...
dX/x=µdt
Xt=X0eµt (3)
Xt es la concentración final de microorganismos en g/l en tiempo (t)
X0 es la concentración inicial de microorganismos en g/l
e es la base de logaritmo natural
Si la velocidad específica de crecimiento es constante
lnXt=lnX0+ µ t (4)
La ec. 4 puede ser resuelta para el caso en el cual Dt=td el tiempo requerido para X2=2X1
td=ln2/ µ =0.693/ µ (5)
si td es igual al tiempo de generación, entonces:
Que indica la Ecuación de Monod?
Explica la velocidad de crecimiento en función del sustrato
limitante
Que significa la constante µ ?
Es la velocidad específica de crecimiento en un sustrato dado, y
significa la afinidad del microorganismo por el sustrato
Que significa la constante µmax ?
Distribución de los tiempos máximos de
duplicación para diferentes microorganismos
Tasas de crecimiento de algunos microorganismos
bajo condiciones óptimas
Efecto de la fuente de carbono sobre el crecimiento
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO
MICROBIANO
1.Determinación de la masa celular o biomasa
1.1 Métodos directos:
Peso seco
Peso húmedo
Volumen húmedo
1.2 Métodos indirectos:
Determinación de Nitrógeno total
Espectrofotometría
Radiación IR
ESPECTROFOTOMETRÍA
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO
MICROBIANO
2. Determinación del Número de microorganismos
2.1 Métodos Directos
Cuenta total microscópica (Càmara de Neubauer, de Petroff)
Cuenta viable (Vaciado en placa, Extensiòn con varilla de vidrio, Cuenta en tubo de Hungate, Tinciòn con azul de tripano)
Medición lineal o radial
2.2 Métodos Indirectos
Número más Probable (NMP)
Turbidimetría
Nefelometría
CUENTA DIRECTA DE CÉLULAS EN LA CÁMARA DE NEUBAUER
Diluciones para cuenta viable
Cuenta viable
Recuento de anaerobios por la
técnica de Hungate
DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO POR NEFELOMETRÍA
Nefelómetro de Mc Farland
Consiste en varios tubos de vidrio herméticamente cerrados que contienen BaCl2 al 1% +
cantidades crecientes de H2SO4 al 1%; por lo tanto, en cada tubo se origina un
precipitado de BaSO4, origen de la turbidez, la cual se relaciona con un número de
células/ mL.
Inconveniente: es un método poco preciso, que sólo se emplea cuando no hace falta
exactitud. Ha sido desplazado por los métodos espectrofotométricos.
Solución de BaCl2 al 1.0% ml
Solución de H2SO4 al 1.0% ml
Escala de Mc. Farland
UFC Millones/ml
0.1 9.9 4.0 300 0.2 9.8 3.7 600 0.3 9.7 3.5 900 0.4 9.6 3.4 1,200
0.5 9.5 3.3 1,500 0.6 9.4 3.2 1,800 0.7 9.3 3.15 2,100 0.8 9.2 3.10 2,400 0.9 9.1 3.04 2,700 1.0 9.0 3.00 3,000
3. Determinación de metabolitos asociados a crecimiento
3.1 Métodos Directos
Componentes de Pared celular
Proteínas
Ácidos nucleicos
3.2 Métodos Indirectos
Producción de ácidos orgánicos
Producción de alcoholes y glúcidos
Producción de CO2
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO
MICROBIANO
DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO POR
CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS
Por ejemplo:
Método de Lowry
Método de Bradford
DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO POR
CUANTIFICACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Extracción del ADN en cada tiempo de muestreo.
Determinación de la pureza del ADN por el cálculo de la
relación de absorbancia a 260 nm y 280nm (A260/ A280).
Valores obtenidos entre 1.8 y 2.0, indican que las muestras no
contienen residuos proteicos ni fenol.
La concentración del ADN extraído se determina por medio
de la siguiente fórmula:
D.O.260 = 1 contiene 50 g de ADN de doble cadena por
mililitro(Ausubel et al., 1995)
4. Determinación de la utilización de algún nutriente
4.1 Métodos Indirectos
Oxígeno
Azúcares
CO2
Ácidos grasos
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL CRECIMIENTO
MICROBIANO
Crecimiento en contínuo
A diferencia del crecimiento por
lote, es un sistema abierto:
a) Hay administración constante de
medio de cultivo
b) Por lo tanto el sustrato no es
limitante,
c) Depende de la tasa de dilución
