crecimiento

Enzimas

2

Catalizadores muy potentes y eficaces,

Químicamente: proteinas, RNAs

Enzimas

3

Velocidad de Reacción

4

1. Óxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reducción).

Clasificación de Enzimas

2. Transferasas (Transferencia de grupos funcionales) • grupos aldehidos • gupos acilos • grupos glucosilos • grupos fosfatos (kinasas)

3. Hidrolasas (Reacciones de hidrólisis)

Transforman polímeros en monómeros. • enlace éster • enlace glucosídico • enlace peptídico • enlace C-N

5

4. Liasas (Adición a los dobles enlaces)

• Entre C y C • Entre C y O • Entre C y N

Clasificación de Enzimas

5. Isomerasas (Reacciones de isomerización)

6. Ligasas (Formación de enlaces, con aporte de ATP)

•Entre C y O •Entre C y S •Entre C y N •Entre C y C

Factores que Influencian el Crecimiento de los Microorganismos

7

Factores Ambientales

• Temperatura crecimiento

– mínimo

– máximo

– óptimo

Figure 6.12

Prescott, Harley and Klein

8

Figure 6.13

Prescott, Harley and Klein

Solutos y Actividad de Agua

Solutos compatibles: Colina, betaina, prolina, glutamato

Iones: K+

http://www.arn.org/docs/glicksman/Osmotic%20Pressure.jpg

Efecto del NaCl en el crecimiento bacteriano

11

• Actividad de agua:

– aw = 1/100 de la humedad relativa de la solución

• También equivalente a la presión de vapor de la solución:

• aw =P sol/ P agua

• Microorganismos con habilidad de crecer en medios con baja aw son osmotolerantes

12

13

pH

• Acidófilos y alcalófilos mantienen el pH interno cercano a la neutralidad – Algunos usan intercambio de protones/ iones para mantener el

pH

• Algunos sintetizan proteínas protectoras – e.g., proteínas de choque ácido

• Muchos microorganismos cambian el pH de su habitat produciendo desechos ácidos y básicos – mayoría medios de cultivo artificiales contienen soluciones

tampon

14

pH

• acidófilos

– pH 0 y pH 5.5

• neutrófilos

– pH 5.5 y pH 7

• alcalófilos

– pH8.5 y pH 11.5

15

16

Concentración de oxígeno need oxygen

prefer oxygen

ignore oxygen

oxygen is toxic

< 2 – 10% oxygen

Prescott, Harley and Klein

Sensibilidad al O2

18 Prescott, Harley and Klein

Cámara de anaerobiosis

Prescott, Harley and Klein

Sistema GasPack

Prescott, Harley and Klein

21

Presión atmosférica

• microorganismos no tolerantes

• microorganismos barotolerantes

• microorganismos barofílicos

http://www.800mainstreet.com/08/0008-003-atm.gif

22

Radiación

Prescott, Harley and Klein

Daños inducidos por luz ultravioleta

Ambientes Naturales

Prescott, Harley and Klein

Biopelículas (Biofilms)

Formación de biopelículas

Prescott, Harley and Klein

Quorum Sensing

Prescott, Harley and Klein

Prescott, Harley and Klein

Crecimiento

Crecimiento

Crecimiento celular

División celular

http://reproduction.synthasite.com/advantages-and-disadvantages-of-asexual-and-sexual.php

Gemación

Actinomyces streptomycini

Fragmentación

Prescott, Harley and Klein

Fisión binaria

Ciclo celular

Prescott, Harley and Klein

Masa, volumen críticos

Partición de los cromosomas

Etapas del Ciclo Celular

• Replicación del cromosoma

• Segregación del cromosoma

• División celular:

– Formación del septo

– Degradación y síntesis de pared

– Síntesis de membrana

Cromosomas Bacterianos

• Circular

– Bacillus subtilis, Escherichia coli

• Lineal

– Borrelia burdorferi

• Único

– Bacillus subtilis, E. coli, etc

• Múltiple

– Rhodobacter sphaeroides, Vibrio cholerae

G1 S G2 Expulsión del flagelo

Síntesis del tallo

División celular

Biogénesis del flagelo

Biogénesis del pili

Inhibición de la replicación Metilación del DNA

Lucy Shapiro, Stanford University

Movimiento del DNA: migración del origen

MreB (Actina)

• Indispensable para el movimiento hacia los polos de los orígenes de replicación después de que el DNA se ha replicado.

• Bacterias tratadas con un inhibidor de MreB, replican cromosoma pero no se dividen.

Prescott, Harley and Klein

Origen de replicación /MipZ

Migración del origen/ParB/MipZ

Anillo Divisional

• Mutantes filamentosas sensibles a la temperatura

• Proteínas Fts

• Productos de los genes ftsZ, ftsA, ftsQ, ftsL, ftsI, ftsN, ftsK, ftsW y zipA.

• Se expresan ordenadamente, siendo FtsZ la primera proteína detectada: – FtsZ → [FtsA, ZapA, ZipA] → (FtsE, FtsX)→ FtsK →

FtsQ → (FtsB, FtsL) → FtsW → FtsI →FtsN → AmiC → EnvC

Anillo Divisional

Prescott, Harley and Klein

Anillo Divisional

En 1991, se demostró que la proteína FtsZ se ensambla en un anillo en el sitio de la división celular

46

Coordinación del ensamblaje del anillo FtsZ y la replicación de los cromosomas

MipZ inhibe polimerización de FtsZ

Jerod L. Ptacin and Lucy Shapiro Cellular Microbiology (2013) 15(1), 45–52.

Escherichia coli

E. Toro, L. Shapiro. Cold Spring Harb Perspect Biol 2010; 2:a000349.

51

División celular

• La pared celular es extendida por intercalación de peptidoglicano

Crecimiento

Curva de crecimiento cultivo en lote

Prescott, Harley and Klein

Crecimiento bacteriano Aumenta exponencialmente en función del tiempo

Matemáticas Curva de Crecimiento

Prescott, Harley and Klein

Tiempo de Duplicación

Prescott, Harley and Klein

Conteo Directo

Cámara de Petroff-Hausser

Prescott, Harley and Klein

Métodos para medir crecimiento

Prescott, Harley and Klein

Métodos para medir crecimiento

Método de las diluciones Prescott, Harley and Klein

Conteo por filtración

Prescott, Harley and Klein

Cultivo continuo

D=tasa de dilución= f/V D: velocidad a la que fluye el medio a través del recipiente/volumen del recipiente

Cultivo Continuo

Requerimientos para el crecimiento

• Químicos

– Medio de cultivo-fuente de nutrientes

• Fisicoquímicos

– pH, presión osmótica, P(O2), aw

• Físicos

– Temperatura

– Presión

– Radiación