División  Celular  Bacteriana  

Crecimiento  Celular  y  Fisión  Binaria  

•  Crecimiento-­‐  Incremento  en  el  número  de  células  •  Conocimiento  de  crecimiento  ayuda  a  comprensión  del  diseño  de  métodos  de  control.  

•  Crecimiento  celular  depende  de  reacciones  de  gran  variedad.  •  Transformaciones  energé=cas  •  Biosíntesis  de  moléculas  

Reacciones  de  polimerización  

•  Principales  reacciones  de  síntesis  dentro  de  la  célula.    •  En  esta  forma  es  que  se  forman  los  polímeros  •  Una  vez  se  acumulan  en  el  citoplasmas,  se  ensamblan  en  nuevas  estructuras  y  luego  se  procede  a  la  división.  

 

Fisión  Binaria  

•  En  un  bacilo  en  crecimiento,  la  enlongación  con=nua  hasta  que  la  célula  se  divide  en  dos  células  hijas.  

•  Formación  de  septo.  •  Tiempo  de  generación  –  El  =empo  transcurido  cuando  una  célula  se  divide  para  formar  dos.  

 

Tiempo  de  generación  

•  Todos  los  cons=tuyentes  celulares  aumentan  proporcionalmente.  (CRECIMIENTO  EQUILIBRADO)  

•  Tiempo  necesario  para  completar  una  generación  es  muy  variable.  •  Depende  de  factores  nutricionales  y  gené=cos.  •  E.coli  puede  completar  el  ciclo  en  unos  20  minutos.  

Proteínas  Fts  •  Estas  proteínas  están  distribuidas  universalmente  entre  los  procariotas  y  las  Arqueas.    

•  Muestra  similitudes  con  la  tubulina.  •  Filamentous  temperature  sensi=ve  •  FtsZ  

Fts  y  división  celular  •  Forman  aparato  de  división  que  se  llama  divisoma.  •  FtsZ-­‐forman  anillo  alrededor  de  cilindro  •  Atracción  de  proteínas  al  divisoma  FtsA  y  ZipA.  •  FtsI-­‐síntesis  del  pep=doglicano  •  Ac=vidad  bloqueada  por  penicilina  

Crecimiento  de  Poblaciones  bacteriana  

Dinámica  de  crecimiento  poblacional  •  Para  un  organismo  determinado,    el  =empo  de  generación  en  un  cul=vo  depende  del  medio  de  crecimiento  y  de  las  condiciones  de  cul=vo.  

•  Muchas  bacterias  =enen    =empo  de  generación  entre  0.5-­‐  6  horas.  

 

Crecimiento  Exponencial  •  El  modelo  de  crecimiento  poblacional  ,  en  el  que  en  cada  período  fijo  de  =empo  se  dobla  el  número  de  células,  se  denomina  crecimiento  exponencial.  

•  Número  de  células  en  función  de  =empo,  se  ob=ene  una  curva  cuya  pendiente  aumenta  constantemente.  

Formulación  de  crecimiento  exponencial  •  El  aumento  en  número  de  células  que  se  produce  en  un  cul=vo  bacteriano  creciendo  exponencialmente  es  una  progresión  geométrica  de  base  2.    

•  Existe  una  relación  directa  entre  el  número  de  células  presentes  inicialmente  en  un  cul=vo  y  el  número  presente  tras  un  periódo  de  crecimiento  exponencial.    

•  N=N02n  

 N=número  final  de  células  N0=número  inicial  de  células    n=  número  de  generaciones  que  ha  ocurrido    durante  el  crecimiento  exponecial    El  =empo  de  generación  (g)  de  la  población    celular  exponencial  es    g=  t/n,  donde  t  indica  los  días,  horas  o  minutos  

Velocidad  especíBica  de  crecimiento  •  v=  el  inverso  del  =empo  de  generación,  llamada  velocidad    de  división  

•  v  es  el  número  de  generaciones  que  ocurren  por  unidad  de  =empo  en  un  cul=vo  exponencial.  

Ciclo  de  crecimiento  microbiano  

•  Medio  de  cul=vo  cerrado  o  con  medio  no  renovado,  cul=vo  monofásico  el  crecimiento  exponencial  no  puede  con=nuar  indefinidamente  y  se  ob=ene  una  _pica  curva  de  crecimiento.  

Curvas  de  Crecimiento  

•  Fase  lag  o  de  latencia  •  Fase  log  o  exponecial    •  Fase  estacionaria  •  Fase  de  muerte  

Fase  lag  

•  Etapa  de  adaptación  •  Depende  de  la  necesidad  de  la  célula  y  de  los  componentes  esenciales  para  división.  

•  Se  presenta  retraso  cuando  las  células  han  sido  dañada  (calor,  radiacción  o  tóxicos).  

•  Transferencia  de  medio  complejo  a  definido.  

•  Para  que  ocurra  el  crecimiento    en  un  medio  de  cul=vo  par=cular  la  célula  debe  tener  un  equipamiento  enzimá=co  completo  que  le  permita  la  síntesis  de  los  metabolitos  esenciales  que  no  están  presentes  en  el  medio.  

Fase  exponencial  

•  Consecuencia  de  la  división  celular.  •  Células  en  estado  fisiológico  más  sano.  •  Velocidad  de  crecimiento  exponecial  son  variables.  •  Velocidad  de  crecimiento  influenciada  por  temperatura,  composición  de  cul=vo  y  caracterís=ca  gené=cas.  

Fase  estacionaria  

•  El  crecimiento  exponecial  en  un  sistema  cerrado  no  se  puede  prolongar  de  modo  indefinido.  

•  Un  nutriente  esencial  del  medio  de  cul=vo  se  agota  y  llega  a  ser  un  factor  limitante  del  crecimiento  o  se  acumulan  en  el  medio  de  cul=vo  desechos  a  un  nivel  inhibitorio,  cuando  esto  sucede  la  población  alcanza  la  fase  estacionaria.  

•  Algunos  procesos  con=nuan  en  la  fase  estacionaria.  •  Crecimiento  críp=co  (  procesos  se  equilibran)  

Fase  de  muerte  

•  Las  células  al  alcanzar  la  fase  estacionaria  pueden  con=nuar  vivas  y  metabólicamente  ac=vas,  pero  finalmente  mueren.  

•  En  algunos  casos  la  muerte  es  acompañada  de  lisis  celular.    •  Términos  aplican  a  poblaciones  celulares.  

Cultivo  continuo    •  Sistema  abierto    •  Una  vez  que  se  alcanza  el  equilibrio  •  El  volumen  del  quimiostato  (=po  más  común  de  aparato  para  cul=vo  con=nuo)  •  El  número  de  células  en  un  sistema    y  el  estado  metabólico  permanecen  constante  se  dice  que  el  sistema  está  en  equilibrio