el término crecimiento microbiano se refiere al crecimiento de una población (o un aumento en el número de células), no a un aumento en el tamaño de la célula individual. La división celular conduce al crecimiento de células en la población.
Dos Tipos de AsexualReproduction en los Microbios:
1.) Fisión binaria-la reproducción bacteriana ocurre a través de la fisión, una forma primitiva de división celular que no emplea una fibra de huso apparatus., La célula bacteriana se duplica y replica su cromosoma. Siguiendo la replicación del ADN, los dos cromosomas se unen a sitios separados en la membrana plasmática, y la pared celular se establece entre ellos, produciendo dos células hijas.
2.) Brotación: algunas bacterias y algunos eucariotas(incluidas las levaduras) también pueden replicarse al brotar,formando un crecimiento en forma de burbuja que se agranda y se separa de la célula madre.
I. el Crecimiento Microbiano
A., Fases de crecimiento-el cultivo de laboratorio Amicrobial generalmente pasa por 4 fases distintas y secuenciales de crecimiento que forman la curva de crecimiento bacteriano estándar: (no todas las fases de crecimiento ocurren en todos los cultivos). Ver gráfico; se puede dibujar& etiqueta.
1. Fase de retraso – en la fase de retraso, el número de células no aumenta. Sin embargo, se está produciendo una considerable actividad metabólica a medida que las células se preparan para crecer., (Esta fase puede no ocurrir, si las células utilizadas para inocular un nuevo cultivo están en la fase log & siempre que las condiciones sean las mismas).
2. Logfase (fase logarítmica o exponencial) – el número de células aumenta exponencialmente; durante cada tiempo de generación, el número de células en la población aumenta en un factor de dos). El número de microbios en una población que aumenta exponencialmente aumenta lentamente al principio, luego extremadamente rápidamente., Los organismos en un tubo de medio de cultivo pueden mantener el crecimiento durante un tiempo limitado, ya que los nutrientes se consumen, los desechos metabólicos se acumulan,los microobios sufren de agotamiento de oxígeno.
3. Fase estacionaria – el número de células no aumenta, pero se producen cambios en las células: las células se vuelven más pequeñas y sintetizan componentes para ayudarlas a sobrevivir períodos más largos sin crecer (algunas incluso pueden producir endosporas); la señal para entrar en esta fase puede tener que ver con el hacinamiento(acumulación de subproductos metabólicos, agotamiento de nutrientes, etc.).
4., Fase de la muerte-en esta fase, las células comienzan a morir. La muerte ocurre exponencialmente, pero a un ritmo bajo. La muerte ocurre porque las células han agotado las reservas intracelulares de ATP. ¡No todas las células mueren necesariamente durante esta fase!
B. cultivo continuo de microbios
en el laboratorio, los cultivos generalmente pasan por todas las fases de crecimiento, no en la naturaleza. En la naturaleza, los nutrientes entran continuamente en el ambiente de la célula a bajas concentraciones, y la población crece continuamente a un ritmo bajo pero constante., La tasa de crecimiento se establece por la concentración del nutriente más escaso o limitante, no por la acumulación de subproductos metabólicos – en la naturaleza siempre hay algún otro microbio que puede utilizar estos subproductos metabólicos para su propio metabolismo. En el laboratorio, tenemos que reemplazar continuamente los medios.
II. La medición de los Números de los Microbios
A., Mediciones indirectas (medir una propiedad de la masa de células y luego estimar el número de microbios)
1. Turbidez-puede sostener el tubo hasta la luz y buscar nubosidad como evidencia de crecimiento(difícil de detectar un ligero crecimiento). Un espectrofotómetro puede medir cuánta luz transmite una solución de célula microbiana; cuanto mayor sea la masa de células en el cultivo, mayor será su turbidez (nubosidad) y la luz sin que se transmita., Desventajas: no es sensible en términos de número de células bacterianas & no es útil para detectar contaminación menor.
2. MetabolicActivity-3ways:
a. Therate de la formación de productos metabólicos, tales como gases o ácidos, que un cultivo produce.
b. el índice de utilización de un sustrato, como oxígeno o glucosa.
c. La tasa de reducción de ciertos colorantes. Ex.el azul de metileno se vuelve Incoloro cuando se reduce.,
B. mediciones directas: proporcione mediciones más precisas del número de microbios.
1. DirectCounts-Coulter Counter-contador electrónico; rapid & precisa solo si las células bacterianas son las únicas partículas presentes en la solución. .
3. PlateCount-las colonias bacterianas se ven a través de la lupa contra la rejilla de conteo de acolony; llamado contador de colonias de Quebec (tenemos esto en el laboratorio).
4., Filtración: un volumen conocido de líquido o aire se extrae a través de un filtro de membrana por vacío. Los poros en el filtro son células formicrobiales demasiado pequeñas para pasar a través. A continuación, el filtro se coloca en un medio sólido apropiado y se incuba. El número de colonias que se desarrollan es el número de células microbianas viables en el volumen de líquido que se filtró. Esta técnica esgrande para concentrar una muestra, por ejemplo. una piscina, donde pequeñas poblaciones pueden ser detectadas usando otros métodos.
III., Los factores de crecimiento – Microbescan existen en un gran número de entornos porque son pequeños, se dispersan fácilmente, solo necesitan pequeñas cantidades de nutrientes, son diversos en sus necesidades nutricionales.
A. PhysicalFactors
1. pH-bacteriacan Clasificado como:
a. acidophiles (acid-loving) crecen mejor a un pH de 1 a 5.4; Ex. Lactobacillus (fermenta la leche)
b. neutrófilos-existen de pH a 5.4 a 8.,5; la mayoría de las bacterias que causan enfermedades humanas están en esta categoría.
C. alkaliphiles (base loving) exist from pH to 7.0 to 11.5; ex. Vibrio cholerae (causa cólera)
2. Temperatura-las bacterias se pueden clasificar como:
a. psicrófilos (amantes del frío) 15oC a 20oC; algunos pueden crecer a 0oC.
b. mesófilos-crecen mejor entre 25oC y 40 C; la temperatura del cuerpo humano es de 37oc.
c., termófilos (amantes del calor) – 50oC a 60oC; se encuentra en pilas de compost y en aguas termales hirviendo.
3. Humedad-solo las esporas de las bacterias que forman deporte pueden existir en un estado latente en un ambiente seco.
4. Presión hidrostática-presión ejercida por agua estancada (ej. lagos, océanos, etc.); algunas bacterias solo pueden sobrevivir en ambientes de alta presión hidrostática (ej., valles oceánicos de más de 7000 metros); la alta presión es necesaria para mantener sus enzimas en la forma 3D adecuada; sin ella, las enzimas pierden su forma y desnaturalizan y la célula muere.
5. Tonicidad (hipotónica, hipertónica, isotónica): el uso de la sal como conservante en el curado de carnes y el uso del azúcar en la fabricación de jaleas se basa en el hecho de que un entorno hipertónico mata o inhibe el crecimiento microbiano. Los halófilos (amantes de la sal) habitan los océanos.
6., Radiation UV rays and gamma rays can causemutations in DNA and even kill microorganisms. Somebacteria have enzyme systems that can repair some mutations.
B. OxygenRequirements
1. strictor obligate anaerobes oxygenkills the bacteria; ex. Clostridium tetani
2. strict or obligate aerobes lackof oxygen kills the bacteria; ex. Pserdomonas
3., facultative anaerobes canshift their metabolism (anaerobic if oxygen is absent or aerobic if oxygen is present); ex. E. coli,Staphylococcus
4. aerotolerant thebacteria dont use oxygen, but oxygendoesnt harm them; ex. Lactobacillus
5. microaerophiles likelow oxygen concentrations and higher carbon dioxide concentrations; ex. Campylobacter
C., Factores nutricionales (bioquímicos) – los Nutrientesnecesarios por microorganismos incluyen:
carbono-los compuestos que contienen carbono son necesarios como fuente de energía (ej. glucosa) y para construir bloques.
nitrógeno-necesario para los aminoácidos y nucleótidos; algunos pueden sintetizar los 20 aminoácidos; otros tienen que tener algunos proporcionados en su medio.,
azufre necesario para aminoácidos, coenzimas,
fósforonecesario para ATP, fosfolípidos y nucleótidos
vitaminas una vitamina es una sustancia orgánica que un organismo requiere en pequeñas cantidades y que una coenzima; muchas bacterias hacen su propia, pero algunas se requieren en el medio; los microbios que viven en el intestino humano fabrican vitamina K, necesaria para la coagulación de la sangre, y algunas de las vitaminas B, beneficiando así a su huésped.
Certainttrace elements-ex., cobre, hierro, zinc, sodio, cloruro, potasio, calcio, etc.; a menudo sirven como cofactores en reacciones enzimáticas.
A. Methodsof la Obtención de Cultivos Puros (aculture que contiene sólo 1 especie de organismo)
1. TheStreak Plate Method-Bacteriaare recogido en un bucle de alambre estéril, y el alambre se mueve ligeramente a lo largo de la superficie de agarsurface, depositando rayas de bacterias en la superficie., El bucle es flameado y algunas bacterias son recogidas de la región ya depositada y rayadas en una nueva región. A medida que el rayado continúa, se depositan menos bacterias y el bucle se flamea después de cada rayado. Los organismos individuales (células individuales) se depositan en la región rayada última. Después de que la placa se incuba a una temperatura de crecimiento adecuada para el organismo, aparecen pequeñas colonias (cada una derivada de una sola célula bacteriana). El bucle se utiliza para recoger una porción de una colonia aislada y transferirla a otro medio para su estudio., El uso de la técnica aséptica asegura que el newmedium contendrá organismos de una sola especie. Lo haremos en el laboratorio.
IV. CULTUREMEDIA
A. Tipos de Medios de comunicación
1. Sintéticomedium-preparadoen el laboratorio a partir de materiales de composición precisa o razonablemente bien definida.
2. Complexmedium-contiene ciertos materiales razonablemente familiares, pero varía ligeramente en la composición química de un lote a otro (contiene extractos de carne de res, levaduras, sangre); ex., agar nutriente, caldo nutriente
B. selectivo & DifferentialMedia (aprenderemos sobre estos en detalle en el laboratorio!)
1. Selectivo-que estimula el crecimiento de algunas bacterias pero suprime el crecimiento de otras.
2. Diferencial-tiene un ingrediente que causa un cambio observable en el medio cuando se produce una reacción bioquímica particular(ej. un cambio de color o pH).
C., Control del contenido de oxígeno de media
1. Candlejars-el tubo o placa inoculada se coloca en un frasco; una vela se enciende antes de que el frasco esté sellado; la vela de combustión utiliza el oxígeno en el frasco y le agrega dióxido de carbono; cuando el dióxido de carbono extingue la llama, las condiciones son óptimas para el crecimiento de microorganismos que requieren pequeñas cantidades de dióxido de carbono (ej. Neisseriagonorrhoeae)
2., Tioglicolatemedium-agente aglutinante de oxígeno añadido al medio para evitar que el oxígeno ejerza efectos tóxicos sobre los anaerobios; el medio generalmente se dispensa en tubos sellados con tapón de rosca.
3. AnaerobicChamber (Brewer Jar) – Acatalizador se añade a un depósito en la tapa del frasco. Se añade agua al gas-pak. El agua se convierte en gas hidrógeno y dióxido de carbono. El gas de hidrógeno puede unirse con cualquier oxígeno en el frasco para formar agua. Se incluye una tira de prueba de azul de metileno en el JAR para garantizar que se alcancen las condiciones anaeróbicas., Cuando se oxida (oxígeno está presente) la tira es azul; cuando se reduce (sin oxígeno), la tira es clara.
