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Crecimiento Microbiano: Ciclo Celular, Fisión Binaria y Tiempo de Generación, Diapositivas de Microbiología

Tema 2do parcial de microbiología

Tipo: Diapositivas

2021/2022

Subido el 22/05/2023

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13/10/2022
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA
Crecimiento
Se analizará como se producen nuevas células durante el
crecimiento microbiano.
El crecimiento es el resultado de la división celular y es el proceso
definitivo en la vida de una célula microbiana. Conocer cómo
crecen las bacterias y los métodos para controlar el crecimiento
microbiano.
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¡Descarga Crecimiento Microbiano: Ciclo Celular, Fisión Binaria y Tiempo de Generación y más Diapositivas en PDF de Microbiología solo en Docsity!

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA

Crecimiento

Se analizará como se producen nuevas células durante el

crecimiento microbiano.

El crecimiento es el resultado de la división celular y es el proceso

definitivo en la vida de una célula microbiana. Conocer cómo

crecen las bacterias y los métodos para controlar el crecimiento

microbiano.

Individual: Ciclo celular Poblacional:

 Replicación y segregación de cromosomas  Síntesis de nuevos materiales  Coordinación de la replicación y división celular  Cinética de crecimiento  Factores que afectan el tiempo de generación  Factores ambientales que afectan el crecimiento (físicos y químicos)

Crecimiento

 En Microbiología, se define como el aumento en el número de células.  Las células tienen un periodo de vida limitado , y una especie se mantiene como resultado del crecimiento de su población.

Crecimiento microbiano

Las macromoléculas se acumulan en el citoplasma de una célula Estructuras celulares: pared celular, membrana citoplasmática, flagelos, ribosomas, etc. Se ensamblan para formar División celular

Fisión binaria

 Formación de dos células a

partir de una.

 Bipartición o fisión binaria.

 Mecanismo de

reproducción asexual de

procariotas (bacterias y

arqueas).

 Consiste en la duplicación del ADN celular del individuo, como

paso previo a la división del citoplasma en dos, que da lugar a

dos células hijas con idéntico material genético .:/#

Fisión binaria

En un cultivo en crecimiento de un bacilo bacteriano, como

Escherichia coli

 Las células se elongan hasta aproximadamente el doble

de su longitud original. Después se forma un tabique que

divide la célula en dos células hijas.

 El tabique que se forma se llama “ septo ”, es el resultado

del crecimiento hacia dentro de la membrana

citoplasmática

y la pared celular desde posiciones opuestas. La

formación del septo continua hasta que las dos células

hijas se separan.

Fisión binaria

Variaciones

En algunas bacterias, como Bacillus subtilis , se forma un

septo sin constricción de la pared celular.

En Caulobacter , bacteria que se reproduce por gemación, se

produce constricción, pero no se forma el septo.

Siempre que una célula se divide para formar dos células

hijas, ha habido una generación, el tiempo necesario para

este proceso se llama tiempo de generación.

Durante una generación:  Todos los constituyentes celulares aumentan proporcionalmente, la célula tiene un crecimiento equilibrado.  Cada célula hija recibe un cromosoma completo, suficientes copias de ribosomas y todos los complejos macromoléculas, monómeros, iones inorgánicos para existir como célula independiente.  El tiempo de generación de una especia bacteriana concreta es muy variable. Depende de factores nutricionales, genéticos y de temperatura.  Por ejemplo E. coli , puede completar su ciclo en 20 min bajo condiciones nutricionales ideales. Algunas bacterias pueden crecer mas rápidamente, el menor tiempo conocido es de 6 minutos , pero muchas bacterias crecen mucho mas lentamente, teniendo tiempos de generación de horas o días.  En la naturaleza, los microorganismos crecen a velocidades menores que las observadas en el laboratorio. La mayoría de las bacterias tienen tiempos mas cortos que eucariotas.

Tiempo de generación

Forma celular y actina en procariotas

 MreB determina la forma de procariotas.

 Forma una especie de citoesqueleto.

 Forma bandas filamentosas en espiral en el interior de la

célula, debajo de la membrana citoplasmática.

cocos bacilos espirilos

Representación de los datos de crecimiento

Lob Figura 5.9 Velocidad de crecimiento de un cultivo microbiano. (a) Datos de una población que se duplica cada 30 min. En la tabla se muestran los datos de un experimento de crecimiento a partir de una sola célula que tiene un tiempo de generación de 30 min. Primera generación Primera generación

Representación de los datos de crecimiento

Lob Crecimiento exponencial. En el patrón de crecimiento de la población el numero de células se duplica a intervalos constantes de tiempo. Figura 5.9 Velocidad de crecimiento de un cultivo microbiano. (b) Datos representados en escalas aritmética ( ordenada izquierda ) y logarítmica ( ordenada derecha ). Para evitar los problemas anteriores: graficar log 1 0 de los números de la población Se forma una línea recta y miles de poblaciones podrían caber en solo un espacio Aumento del numero de células inicialmente es lento , se incrementa cada vez mas con el tiempo.

Representación de los datos de crecimiento

Número de células (escala aritmética) Número de células (escala logarítmica) Esta función lineal es un indicador inmediato de que las células están creciendo exponencialmente: la población celular se duplica en un intervalo que es constante.

Representación de los datos de crecimiento

El ciclo de crecimiento

 El crecimiento exponencial solo refleja una parte del crecimiento de una población microbiana.  Un organismo creciendo en un recipiente cerrado (tubo o matraz), NO puede crecer exponencialmente por tiempo indefinido.  Se obtiene una curva típica de crecimiento de la población.  El medio no se renueva y su composición va cambiando a lo largo el tiempo. incubación

El ciclo de crecimiento

Turbidez (densidad óptica) Determinación de viables Fase de crecimiento Latencia Exponencial Estacionaria^ Muerte Densidad Óptica (DO) Log 10 organismos viables / ml Tiempo Fig 5. 11 Curva de crecimiento típica de una población bacteriana. Un recuento de viables mide el número de células del cultivo que son capaces de reproducirse. La densidad óptica (turbidez), una medida cuantitativa de la dispersión de la luz por un medio de cultivo, aumenta con el aumento del número de células.

 Periodo de tiempo que tardan en crecer

los microorganismos después de

inocularlos en un medio de cultivo fresco.

 El periodo de tiempo puede ser breve o

extenso , según los antecedentes del

inoculo, la naturaleza del medio y las

condiciones de crecimiento.

Fase de latencia (Lag) o fase de adaptación

La población de células se duplica en intervalos regulares durante un tiempo corto o largo dependiendo de los recursos disponibles y otros factores durante el crecimiento exponencial.  En esta etapa las células están en su mejor etapa de salud , y son las mejores para estudios sobre enzimas y otros componentes celulares.  La velocidad de crecimiento es variable y depende de las condiciones ambientales (temperatura, composición del medio de cultivo, etc) así como características genéticas del microorganismo.  Los procariotas crecen mas rápido que los eucariotas , y los eucariotas pequeños mas rápido que los eucariotas grandes. *** las células pequeñas tienen mas capacidad para el intercambio de nutrientes y desechos que las células grandes.

Fase exponencial o logarítmica

 Fase de inhibición del crecimiento exponencial , disminuye la tasa de crecimiento. El crecimiento exponencial no se puede mantener indefinidamente.  El número de muertes microbianas compensa el de células vivas y la población se estabiliza.  El crecimiento es limitado, porque se agotan los nutrientes esenciales del medio , o porque se acumulan sustancias de desecho del medio, el crecimiento exponencial cesa por uno de estos motivos o por ambas.  No se produce aumento ni disminución en el numero de células.  El metabolismo energético y los procesos biosintéticos pueden continuar a una velocidad reducida.  Algunas células del cultivo crecen y otras mueren.

Fase estacionaria

Fase de muerteMuerte progresiva de los microorganismos. Al final el numero de muertes supera el número de células nuevas formadas.La velocidad es mas lenta que la fase de crecimiento exponencial.En un cultivo puede haber células viables durante meses o incluso años.Puede ocurrir lisis Se puede medir a partir de los cambios en el número de células, o en la concentración de algún componente celular como estimación de la masa celular. Estos componentes pueden ser proteínas, ácidos nucleicos o el peso seco de las células. Métodos del número de célulasRecuento por microscopia. Recuento en cámara. Petroff- Hauser  Recuento de células viables Medida de la masa celular ( biomasa)  Métodos turbidimétricos Medición del crecimiento de una población

Limitaciones  Sin técnica de tinción especial, las células muertas no pueden distinguirse de las células vivas.  Es difícil observar las células pequeñas al microscopio , se puede llegar a recuentos erróneos.  El método no es adecuado para poblaciones de baja densidad.Las células móviles tienen que estar muertas o inmovilizadas antes de contarlas.  Los desechos en las muestras se pueden confundir con células y contar erróneamente. Recuento por microscopía Método rápido de estimar el número de células  Una célula viable es capaz de dividirse y formar descendencia.  Método de recuento de viables o Recuento en placa.Cada célula viable puede crecer y dividirse hasta formar una colonia , el número de colonias refleja el número de células. Métodos de Recuento de células viables Extensión en placa Recuento de células viables Vertido en placa

Recuento de células viables Método de siembra por extensión Resultado típico de la siembra por extensión Incubación Colonias superficiales La muestra (0.1 ml o menos) se pipetea en la superficie de una placa de agar Se extiende la muestra de manera regular en la superficie de agar usando un asa de vidrio estéril Recuento de células viables Método de siembra por vertido placa Resultado típico de la siembre por vertido en placa Solidificación e incubación Colonias superficiales La muestra (0.1 - 1 ml) se pipetea en una placa de Petri estéril Se añade medio de agar fundido estéril, justo a la temperatura por encima de la solidificación y se mezcla suavemente con el inoculo Colonias en el interior del medio

Demasiadas colonias 159 colonias 17 colonias 2 colonias 1.59 x 10^2 1.59 x 10^4 células (unidades formadoras de colonias) por mililitro de la muestra original Suspensión de células microbianas 1ml 1ml 1ml 1ml 9 ml de caldo Sembrar^10 -^1 10 -^2 10 -^3 10 -^4 muestras de 1 ml 159 x 102 =  Depende del tamaño del inoculo y la viabilidad del cultivo , del medio de cultivo y de las condiciones y tiempo de incubación.Por ejemplo en un cultivo mixto; no todas las células que se desarrollen formarán colonias a la misma velocidad, si el tiempo de incubación es corto la concentración de colonias será menor.  El tamaño de las colonias puede ser variable , si las colonias son muy pequeñas pueden pasar desapercibidas durante el recuento.  Con los cultivos puros, el desarrollo de las colonias es un proceso más sincrónico y la morfología uniforme de las colonias es la normal (uniforme).  Razones considerables de errores: Falta de homogeneidad en las siembras, imprecisiones en el pipeteo de la muestra líquida , muestras no uniformes (muestras con grumos celulares), mezclado insuficiente , intolerancia al calor (en vertido en placa), etc. Fuentes de error en el Recuento en placa Recuento de células viables

Recuento de células viables  Si hay que obtener resultados precisos, tomar en cuenta la preparación de las muestras y la siembra, y preparar por duplicados las placas con la dilución clave.  Una agrupación de dos o mas células solo producirá una colonia ; el resultado es una estimación mínima.  Los datos se expresan como Unidades Formadoras de Colonias (UFC), en lugar de número de células viables.  Una UFC puede contener una o mas células.  Permite la detección sensible de la contaminación microbiana de alimentos y otros productos. Aplicaciones  La técnica nos da una buena estimación del número de células viables en una muestra y se usa ampliamente en muchas subdisciplinas de la microbiología.  Por ejemplo: microbiología de los alimentos, de la leche, médica y del medio acuático, el recuento de viables se emplea de manera rutinaria.  El método es muy sensible , se puede detectar una sola célula viable por muestra sembrada. Esto permite la detección sensible de contaminación microbiana en los alimentos o en otros materiales. Recuento de células viables