cultivo de microorganismos

CULTIVO DE MICROORGANISMOS

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MICROBIOLOGIA

Eq. # 3

Gabriela de

Alejandro

Bibiana Lozano

Christian

Marroquín

Rolando

Ramírez

Arlenne

Valadez

NECESIDADES PARA EL CRECIMIENTO

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Carbono

Hidrógeno

Nitrógeno

Oxígeno

Fósforo

Azufre

Potasio

Sodio

Hierro

Magnesio

Calcio

Cloruro

NECESIDADES PARA EL CRECIMIENTO

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• En su mayor parte, la materia orgánica consiste en macromoléculas formadas por enlaces anhidro entre los bloques de construcción.

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NECESIDADES PARA EL CRECIMIENTO

Enlaces

anhidro

Energía

química

Enlaces

fosfodiéster

La energía adicional necesaria para

mantener la composición citoplásmica

constante durante la proliferación se deriva

de la fuerza motriz protónica.

NECESIDADES PARA EL CRECIMIENTO

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Célula eucariota Mitocondrias o

cloroplastos

Célula procariota Membrana

citoplásmica de la

célula

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NECESIDADES PARA EL

CRECIMIENTO

• Gradiente electroquímico con dos componentes: diferencia en pH y diferencia en la carga e iónica.

• Exterior de la membrana más (+) que en el interior.

• Liberación de energía libre

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NECESIDADES PARA EL CRECIMIENTO

ENERGIA LIBRE

• Desplazamiento

• Mantener gradientes

• Sintetizar enlaces anhidro en ATP

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CÉLULA

•ATP

NECESIDADES PARA EL CRECIMIENTO

FUENTES DE ENERGÍA METABÓLICAChristian Marroquín Ruiz

4-A

Microbiología05:08

• Los 3 mecanismos principales para la generación de energía metabólica son: fermentación, respiración y fotosíntesis.

• Para el desarrollo de un microrganismo es necesario al menos uno de estos mecanismos

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

FERMENTACIÓN

• La transformación de ATP en la fermentación no se acopla con la transferencia de electrones.

• La fermentación se caracteriza por la fosforilación del sustrato, un proceso enzimático en el cual los enlaces de pirofosfato se donan directamente al ATP por un intermediario metabólico fosforilado.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

FERMENTACIÓN

• El intermediario metabólico fosforilado se forma por procesos metabólicos de sustrato susceptibles de fermentación como la glucosa, lactosa o arginina.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

RESPIRACIÓN

• La reducción química de un oxidante a través de una serie especifica de transportadores de electrones en la membrana establece la fuerza motriz protónica a través de la membrana bacteriana.

• El reductor puede ser un compuesto orgánico o inorgánico.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

FOTOSÍNTESIS

• La fotosíntesis es similar a la respiración en el sentido de que la reducción de un oxidante a través de una serie especifica de transportadores de electrones establece una fuerza motriz protónica.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

• La diferencia consiste en que la fotosíntesis se crean el reductor y el oxidante por medios fotoquímicos por medio de energía luminosa absorbida por los pigmentos en la membrana; así, la fotosíntesis continua en tanto exista una fuente de energía luminosa.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

• Las plantas y algunas bacterias son capaces de invertir cantidades de energía luminosa para hacer del agua un reductor del dióxido de carbono.

• El oxigeno participa en este proceso y se produce materia orgánica.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

• La oxidación de la materia orgánica por un aceptor de electrones puede proporcionarles a microorganismos energía en ausencia de una fuente luminosa.

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

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FUENTES DE ENERGIA

METABOLICA

NUTRICIÓN

• - Los nutrientes se clasifican en base a los elementos que aportan

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FUENTES DE CARBONO

organismos

Autótrofosno necesitan nutrientes

orgánicos para su desarrollo

fotosintéticos

utilizan energía de fotosíntesis para reducir el

dióxido de carbono a expensas del agua.

quimiolitrotofos

Utilizan sustratos inorgánicos

como hidrógeno y tiosulfato como

reductor y dióxido de

carbono como fuente de carbono.

HeterótrofosRequieren carbono orgánico que debe encontrarse en una forma que puedan

asimilar

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NUTRICION

Los sustratos de crecimiento se deben administrarse a niveles

apropiados para la cepa

las concentraciones que sostienen el

desarrollo del microorganismo pueden inhibir el

desarrollo de otro.

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NUTRICION

• Muchos microorganismos respiratorios producen más del dióxido de carbono necesario para satisfacer sus necesidades, en tanto que otros requieren fuentes de dióxido de carbono en su medio de cultivo.

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NUTRICION

FUENTES DE NITRÓGENO

• Constituyente importante de las proteínas, ácidos nucleicos y otros compuestos, y constituye casi 5% del peso seco de una bacteria típica

• El nitrógeno inorgánico molecular (n2), es muy prevalente y estable.

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NUTRICION

Puede proporcionarse en diversas formas y los

microorganismos varían en cuanto a su capacidad

para asimilarlo

Producto terminal es la forma más reducida (NH3).

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NUTRICION

Fijación de nitrógeno: capacidad de asimilar N2 en forma reducida como NH3

• Necesita grandes cantidades de energía metabólica

• Se desactiva con facilidad por el oxígeno

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NUTRICION

Amonificación:

La producción de NH3 por desaminación de aminoácidos

• El amoniaco se introduce en la materia orgánica por vías bioquímicas que incluyen al glutamato y glutamina.

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NUTRICION

• Capacidad de asimilar nitrato (NO3−) y nitrito (NO2−) mediante la conversión de estos iones en NH3. Tales procesos se conocen como reducción de nitratos por asimilación y reducción de nitritos por asimilación, respectivamente.

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NUTRICION

Desnitrificación

Emplean estos

iones ()como

aceptores

terminales de

electrones en la

respiración

Convertir NH3 a N2 gaseoso

bajo condiciones anaerobias

-Nitrosomonas

-Nitrobacter

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NUTRICION

• La reacción:

NH4+ + NO2− → N2 + 2H2O

En la cual un nitrito oxida al amoniaco, es un proceso microbiano que ocurre en aguas anóxicas en el océano y es la principal vía por la cual regresa el nitrógeno hacia la atmósfera.

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NUTRICION

FUENTES DE AZUFRE

• El azufre en su forma elemental no puede utilizarse por plantas o animales.

• Sin embargo, algunas bacterias autótrofas pueden oxidarse a su forma de sulfato (SO42−).

• La mayor parte de los microorganismos pueden utilizar sulfato como fuente de azufre, al reducir el sulfato al nivel de ácido sulfhídrico (H2S).

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NUTRICION

• Algunos microorganismos pueden asimilar H2S directamente del medio de cultivo, pero este compuesto puede ser tóxico para muchos de ellos.

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NUTRICION

FUENTES DE FÓSFORONecesario como

componente del ATP,

ácidos nucleicos y

coenzimas como NAD,

NADP y flavinas

-Lípidos (fosfolípidos, lípido A)

-Componentes de las paredes celulares

- Algunos polisacáridos

capsulares

- Algunas proteínas sufren fosforilación

Siempre se asimila en forma de

fosfato inorgánico libre (pi).

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NUTRICION

FUENTES DE MINERALES

Mg2+ y K+

Esenciales para

la función e

integridad de los

ribosomas.

(Mg2+) y

(Fe2+)

Magnesio en las

moléculas de clorofila, el

hierro como parte de las

coenzimas de los

citocromos y peroxidasas

Ca +

Constituyente de las paredes celulares de

bacterias Gram positivas 05:08

NUTRICION

• Durante la elaboración de un medio para el cultivo de la mayor parte de los microorganismos, es necesario proporcionar fuentes de potasio, magnesio, calcio e hierro, por lo general en sus formas iónicas (K+, Mg2+, Ca2+ y Fe2+).

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NUTRICION

• Son necesarios muchos otros minerales (p. ej., Mn2+, Mo2+, Co2+, Cu2+ y Zn2+); éstos con frecuencia pueden suministrarse en agua corriente

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NUTRICION

FACTORES DE CRECIMIENTO

• Compuesto orgánico que debe contener la célula a fin de desarrollarse, pero que es incapaz de sintetizar.

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NUTRICION

Microorganismos capaces de sintetizar los

bloques para la construcción de macromolécula

s

Sintetizados por

secuencia de

reacciones enzimáticas

Cada enzima

producida por un gen especifico

Mutación de gen en el

microorganismo

Ruptura de la cadena enzimática

El microorganismo debe de obtener el compuesto del entorno

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NUTRICION

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Se utiliza un medio de cultivo liquido, pero se le puede añadir agar o gel sílice

Agar es un polisacárido extraído de algas marinas.

Debe de contar con todos los nutrientes necesarios para el Moo e incluyen

pH Temperatura Aireación

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

NUTRIENTES

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

• 2mg/LDonador y

aceptador de hidrógeno

• 1g/LFuente de Carbono

• 1g/LFuente de nitrógeno

• Azufre: 50mg/L

• Fosforo: 50mg/L

• Oligoelementos: 0.1-1 mg/LMinerales

•Aminoácidos: 50mg/L

•Purinas: 50mg/L

•Pirimidinas: 50mg/L

•Vitaminas: 0.1-1mg/L

Factores de crecimiento

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

CONCENTRACIÓN DE IONES DE HIDROGENO (PH)

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

El pH optima debe determinarseempíricamente para cada especie

La mayor parte de los Moo se

desarrolla en un pH de 6.0-8.0

Neutrolófilos

pH interno de 7.5

Algunas formas se desarrollan en un

Ph de 3.0

Acidófilos

Ph Interno 6.5

Otros tiene un Ph de hasta 10.5

Alcalófilos

Ph interno de 9.5

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

TEMPERATURA

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

La temperatura va a variar ampliamente dependiendo

de la especia

Psicrófilos

15-20°C

Mesófilos

30-37°C

Termófilos

50-60°C

Hipertermofilos

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

AIREACIÓN

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

Aerobio obligados

• De manera especifica necesitan oxigeno como aceptador de hidrogeno

Anaerobios facultativos

• Tienen una capacidad para de vivir de forma aerobia o anaerobio

Anaerobios obligados

• Requieren una sustancia diferente al oxigeno como aceptador de hidrogeno

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

CONCENTRACIÓN DE IONES DE SALES Y PRESIÓN OSMÓTICA

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

Halófilos

•Microorganismos que requieren concentraciones elevadas de sales

Osmófilico

•Microorganismo que requiere una presión osmótica elevadas

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Factores ambientales que afecta el crecimiento

MÉTODOS DE CULTIVO

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MEDIOS DE CULTIVO

La técnica y medio de cultivo utilizados dependen de lanaturaleza de la investigación. En términos generales,pueden encontrarse tres situaciones:

• 1) Cultivar un grupo de células de una especie enparticular que se encuentran a la mano

• 2) Establecer el número y tipo de microorganismospresentes en un material dado

• 3) Aislamiento de un tipo particular de microorganismo apartir de una fuente natural.

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Métodos de Cultivo

• Para poder realizar unmedio de cultivo esnecesario reproducir lascondiciones apropiadaspara el desarrollo delmicroorganismo. El pH, latemperatura y la cantidadde oxigeno son fáciles dereplicar pero lascondiciones del medio yalgunos nutrientes no estan fácil.

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Métodos de Cultivo

ESTUDIO MICROBIOLÓGICO DE MATERIALES NATURALES

• Un material puede contener muchosmicroorganismos. Para el estudio de losmicroorganismos que se encuentran en unmaterial es necesario utilizar diversos medios decultivo con el fin de satisfacer las necesidades decada microorganismo y utilizar diferentescondiciones de incubación.

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Métodos de Cultivo

AISLAMIENTO DE UN MICROORGANISMO EN

PARTICULAR• Para el aislamiento de un microorganismo en

particular se debe de realizar el en un medio decultivo especifico para el microorganismo quedeseamos cultivar.

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Métodos de Cultivo

AISLAMIENTO DE UN MICROORGANISMO EN PARTICULAR

• Posteriormente se transfiere la coloniadel microorganismo particular a otromedio, de esta manera dar nuevosenriquecimientos para ese tipo debacteria y que siga creciendo. Y asísucesivamente hasta tener un cultivo“Puro” de ese tipo de bacterias para sipoder ser estudiadas de una maneramas fácil.

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Métodos de Cultivo

AISLAMIENTO DE UN MICROORGANISMO EN PARTICULAR

• Una manera mas fácil debuscar un tipo particular demicroorganismo en materianatural es utilizando un mediode cultivo diferencial, de estamanera el microorganismoque buscamos tendrá unaspecto distintivo.

• Ejemplo: E. coli en agar EMB.Las colonias se tornaran de uncolor verdoso iridiscente.

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Métodos de Cultivo

AISLAMIENTO DE MICROORGANISMOS

EN CULTIVOS PUROSPara estudiar un microorganismo es necesario manipularlo encultivos puros sin otros microorganismos. Para llevar a caboesto, debe aislarse una sola célula de todas las demás ycultivarse de forma tal que su progenie permanezca aislada.

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Métodos de Cultivo

CULTIVO EN PLACA

• Se realizan los cultivosen placa con unagente para laformación del gelllamado “Agar”. Deesta manera se puedeinocular elmicroorganismo en elgel y llevarlo a unaincubadora para quepueda proliferar enforma de colonias.

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Métodos de Cultivo

• El método de vertido deplaca se mezcla unasuspensión de células conagar liquido a 50º y sevierte en una caja dePetri.

• Cuando el agar sesolidifica, las célulaspermanecen inmóviles,proliferan y dan origen alas células. Si se utiliza lasuspensión celularcorrectamente entonceslas colonias estarán biendistribuidas.

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Métodos de Cultivo

• Otro método es estriado en placa.

• En este se crean estrías con la suspensiónoriginal de células sobre la placa con un asade alambre. Conforme se continúen lasestrías quedaran menor numero de células enel asa y las ultimas estrías tendrán pocascélulas. Posteriormente la placa se incuba.

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Métodos de Cultivo

DILUCIÓN

• Existe otro método llamado de “Dilución”. Eneste se crea una suspensión de células, la cualse disuelve en una serie de diluciones hastaque ya no tenga células. Cada solución secoloca en una placa individualmente y seincuban. Este método se utiliza cuando lamuestra tiene muchos microorganismos.

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Métodos de Cultivo