clasificacion y curva de crecimento bacteriano

Curva de crecimiento bacteriano

Clasificación bacteriana

Tema

Metabolismo y Fisiología

Biología Celular

Nutrientes1- Fuente de energía luz

química2- Macronutrientes

H KO MgC NaN 95% CaS FeP

3- Micronutrientes (elementos traza)Co, Zn, Mo, Cu, Mn, Ni, Se, W

4- Factores de crecimiento•Vitaminas•Purinas y pirimidinas•Aminoácidos

Fuente de carbono

- CO2 - Compuestos

orgánicos

Carbohidratos, azúcares, proteínas, aminoácidos, lípidos, ácidos grasos, glicerol

Fuente de nitrógeno

- Inorgánica - Orgánica

NH4, NO3-, N2

Proteínas, peptonas, aa, bases púricas y pirimídicas, urea

Fuente de fósforo


Fosfatos Esteres del ácido fosfórico

Fuente de azufre


Sulfuros y sulfatos Aminoácidos sulfurados, vitaminas

Macronutrientes

Tipos nutricionales Fuente deenergía

Fuente deC

Ejemplos

Fotoautótrofos Luz CO2

Cianobacterias,bacteriaspúrpuras yverdes

Fotoheterótrofos LuzCompuestosorgánicos

Algunasbacteriaspúrpuras yverdes

Quimioautótrofos olitótrofos

Compuestosinorgánicosej.: H2, NH3,NO2

-, H2S

CO2

AlgunasEubacterias ymuchas Archaea

Quimioheterótrofoso heterótrofos

Compuestosorgánicos

Compuestosorgánicos

La mayoríaEubacterias,algunas Archaea

Condiciones para el crecimiento microbiano

Nutrientes

agua

fuente de energía

fuentes de C, N, otros elementos

micronutrientes, factores de crecimiento

Condiciones de cultivo

temperatura

pH

luz

ventilacion

actividad de agua

potencial redox

Crecimiento

Medios de cultivo

Factores de crecimiento

Microorganismos auto o heterotrófos pueden requerir pequeñas cantidades de ciertos

compuestos orgánicos que no pueden sintetizar y deben incorporarse en los medios

* bases púricas y pirimídicas ADN, ARN

* aminoácidos esenciales síntesis proteica

* vitaminas coenzimas

Aislar: Es separar un tipo de microorganismo a partir de una población mixta. En habitats naturales, raramente encontramos a los microorganismos en cultivo puro

Aislamiento directo:se logra directamente a partir de una muestra cuando el o los microorganismos están en una proporción adecuada., se realiza por estrías (agotamiento) con o sin dilución previa de la muestra (suelo, alimentos), en medio sólido

Aislamiento por enriquecimiento:Cuando el microorganismo que se desea aislar e identificar se encuentra en baja proporción en la muestra, se incluye una primera etapa que consiste en sembrar la muestra en medio líquido. Luego de varios pasajes se aisla por el método de estrías.

Aislamiento

Clasificación de los medios de cultivo

Según su naturaleza física* líquidos

* sólidos - solidificante: agar-agar, silico-gel

* semi-sólidos

Según su composición * definidos o sintéticos: composición química conocida

* no definidos o complejos: composición química no definida, enriquecidos con peptonas, extracto de carne, de levadura, de suelo, sangre

Según su uso en el laboratorio

* selectivos o inhibitorios: medios que contienen, además de los nutrientes, ciertas sustancias que inhiben el desarrollo de algunos microorganismos permitiendo el crecimiento de otros o cuya composición permite el desarrollo de un grupo determinado

Ej.agar-antibióticos; agua, sales, luz, para algas, medios con NaCl superior a la concentración fisiológica

* diferenciales: medios que contienen indicadores para diferenciar los distintos tipos de microorganismos que puedan crecer en él.

Ej. azúcar fermentecible: lactosa, indicador:rojo neutro

Cultivo en medio líquido

• Habitualmente se realiza en tubos o en matraces. El crecimiento se puede manifestar por enturbiamiento, por formación de velo o película, o por sedimento.

Cultivo en medio sólido

• Puede ser en tubos o placas

a) Tubos con agar inclinado. Para sembrarlos, se mueve el ansa o la punta suavemente sobre la superficie del agar con un movimiento en zigzag desde el fondo hasta la parte superior, cuidando de no dañar el agar.

b) Tubos sin inclinar. Se siembran introduciendo una punta en el centro del agar. También se llama siembra por picadura.

c) Siembra en placas. Puede ser en superficie (por estrías o bañado) o incorporada (mezclando el inóculo con el agar semifundido)

Aislar: Es separar un tipo de microorganismo a partir de una población mixta. En habitats naturales, raramente encontramos a los microorganismos en cultivo puro

Aislamiento directo:se logra directamente a partir de una muestra cuando el o los microorganismos están en una proporción adecuada., se realiza por estrías (agotamiento) con o sin dilución previa de la muestra (suelo, alimentos), en medio sólido

Aislamiento por enriquecimiento:Cuando el microorganismo que se desea aislar e identificar se encuentra en baja proporción en la muestra, se incluye una primera etapa que consiste en sembrar la muestra en medio líquido. Luego de varios pasajes se aisla por el método de estrías.

Aislamiento

• Las colonias se describen por examen macroscópico en función del tamaño, la forma, el borde, la elevación, la transparencia y el color. Esto resulta a veces muy útil en la identificación

• A partir de colonias aisladas en medio de cultivo se realiza un examen microscópico que debe mostrar células razonablemente semejantes respecto al Gram y a la morfología.

• Las colonias aisladas deben aislarse nuevamente en medio no selectivo por el método de estrías. Esto se conoce como reaislamiento.

Cultivo puro

Factores del ambiente

• físicos: temperatura, gases, pH, presión osmótica

•químicos: nutrientes, sustancias antimicrobianas

•biológicos: otros microorganismos, micro y mesofauna, vegetación, afectan las

actividades microbianas

Los distintos factores actúan simultáneamente y resulta difícil el análisis integrado de los

efectos.

• Sicrófilos - rango: < 0-20°C, óptimo < 15oC– organismos marinos, algas: Chlamydomonas nivalis (nieve rosada),

bacterias: Pseudomonas, Flavobacterium– membrana contiene alto % de ácidos grasos insaturados

• Sicrótrofos o Sicrófilos facultativos- rango: 0-35°C, óptimo 20-30oC– Pseudomonas - crecen en el refrigerador

• Mesófilos - rango: 15-45° C, óptimo: 30-40°C– la mayoría de los microorganismos (del suelo, aguas, patógenos)

• Termófilos - rango: 40-70°C, óptimo de 55-65oC – membrana contiene alto % de ácidos grasos saturados– enzimas estables al calor– Bacillus stearothermophilus, organismos de compostaje

• Hipertermófilos - rango: 80-113°C, óptimo > 90oC – Pyrococcus, Pyrodictium (aguas termales)

OxígenoClasificación de los microorganismos según

el efecto del oxígeno:

Aerobios

obligados: requieren oxígeno (21% o más)

Ej. Bacillus, hongos, etc.

microaerofílicos: lo requieren pero a niveles menores que el atmosférico (5-10%)

Ej. Azospirillum

Anaerobios

facultativos: no requieren oxígeno, pero el desarrollo es mejor con oxígeno.

Ej. Levaduras, E. coli

aerotolerantes: no son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o presencia de oxígeno).

Ej. Enterococcus faecalis, Sreptococcus spp.

obligados: no toleran el oxígeno, muere en su presencia

Ej. Methanobacterium, Clostridium

.

•tubos con medio de cultivo llenos por completo.•medios con sustancias que reaccionan con el oxígeno y lo excluyen.•dispositivo especial (cámara anaeróbica)•cajas o tubos incubados en recipientes con granos germinados (cebada, centeno)

Cultivos en anaerobiosis

Otros gases

N2 componente principal de de la atmósfera (78%). Gas inerte: no es

usado por la mayoría de los organismos, los que pueden reducir el triple enlace del N2 con la enzima nitrogenasa se denominan diazotrofos o fijadores de N2 y pueden desarrollarse en ambientes sin N-combinado

CO tóxico para la mayoría de los organismos (cadena respiratoria)

puede ser oxidado a CO2 por algunos microorganismos

CH4 liberado a la atmósfera por microorganismos metanogénicos, gas con efecto invernadero, puede ser oxidado a CO2 por bacterias metanotróficas

CO2 importante gas, fuente de carbono para los autotrofos, aerobios y anaerobios, fotosintéticos o quimiosintéticos. Muchos hongos lo requieren a niveles superiores a los atmósfericos, para ciertas síntesis

H2 poco usado, tóxico para la mayoría de los microorganismos, brinda energía a bacterias Hydrogenomonas: H2+O2 = H20 + ATP

pH

El pH es la acidez o alcalinidad de una solución, medida por el log 1/(H+)

Clasificación de los microorganismos según su pH óptimo

Neutrófilo: pH óptimo 7 - Ej.: bacterias patógenas humanas.

Acidófilo: pH óptimo 7 - Ej.: muchas de las archeobacterias y hongos.

Basófilo: pH óptimo 7 - Suelos y aguas ricas en carbonatos

Crecimiento Microbiano

• Concepto: es el aumento poblacional de una especie microbiana en un medio de cultivo provisto de todas las necesidades del microorganismo (cantidad de Nutrientes, Temperatura, Grado de Humedad, gases y pH)

• Par la cuantificación del crecimiento se utilizara el método de espectrofotometría en donde se observa el aumento de la población de microorganismos por el aumento en la longitud de honda del espectro de absorción.

División celular: fisión binaria

Gemación, ej. levaduras

Fisión Binaria

Crecimiento de un microorganismo en medio de cultivo líquido

1- Fase de latencia2- Fase exponencial3- Fase estacionaria4- Fase de muerte

Fase de latencia•La fase de latencia representa un periodo de transición para los microorganismos cuando son transferidos a una nueva condición.

•En esta fase se producen las enzimas necesarias para que ellos puedan crecer en un nuevo medio ambiente.

•En esta fase no hay incremento en el número de células, pero hay gran actividad metabólica, aumento en el tamaño individual de las células, en el contenido proteico, ADN y peso seco de las células.

Fase crecimiento exponencial

• Es el período de la curva de crecimiento en el cual el microorganismo crece exponencialmente,es decir que cada vez que pasa un tiempo de generación la población se duplica.

• Bajo condiciones apropiadas la velocidad de crecimiento es máxima. Las condiciones ambientales (temperatura, composición del medio de cultivo, etc.) afectan a la velocidad de crecimiento exponencial.

Fase estacionaria• En cultivos en recipientes cerrados una población

no puede crecer indefinidamente en forma exponencial.

• Las limitaciones del crecimiento ocurren ya sea por agotamiento de algún nutriente esencial, por acumulación de productos tóxicos, porque se alcance un número de células elevado para el espacio disponible o por una combinación de las causas anteriores.

Fase de muerte

• Si la incubación continúa después de que una población microbiana alcanza la fase estacionaria, las células pueden seguir vivas y continuar metabolizando, pero va a comenzaruna disminución progresiva en el número de células viables y cuando esto ocurre se dice que la población ha entrado en fase de muerte.

Curva de crecimiento bacteriano

CLASIFICACION BACTERIANALa comprensión de la relevancia y de la compleja nomenclatura de los centenares de bacterias importante puede constituir un considerable desafío.

Sin embargo, la clave de esta tarea depende de la organización sistemática del desconcertante conjunto de diferentes microorganismos en unas relaciones lógicas (es decir, de una clasificación taxonómica de los microorganismos).

Clasificación fenotípica de las bacterias

• Morfología microscópica • Serotipo • Morfología macroscópica • Patrones de antibiograma • Biotipo • Fagotipo

Clasificación analítica de las bacterias

• Análisis de los ácidos grasos de la pared celular

• Análisis de los lípidos celulares totales • Análisis de las proteínas celulares totales • Electroforesis enzimática tipo multifocus locus

Clasificación genotípica de las bacterias

• Relación guanina cítosina • Análisis de la secuencia del ácido nucleíco • Análisis de plásmidos • Ribotipifícación • Fragmento de ADN cromosómico

Cocos Gram positivos aerobios

Cocos catalasa-positivos • Micrococcus • Staphylococcus

Cocos catalasa-negativos • Aerococcus • Alloiococcus • Enterococcus • Lactococcus • Leuconostoc • Pediococcus • Streptococcus

Cocos y cocobacilos • Branhamella • Moraxella • Neisseria

Helicobacteriaceae • Helicobacter • Pseudomonadaceae • Pseudomonas • Pasteurellaceae • Actinobacillus • Haemophilus • Pasteurella

Bacilos • Enterobacteriaceae • Citrobacter • Enterobacter • Escheríchia • Ktebsiella • Morganella • Plesiomonas • Proteus • Salmonella • Serratia • Shigella • Yersinia

Vibrionaceae • Vibrio • Aeromonadaceae • Aeromonas • Campylobacteriaceae • Arcobacter • Campylobacter

Otros géneros

• Acinetobacter • Bartonella • Bordetella • Brucella • Burkholdería • Capnocytophaga • Cardiobacteríum • Eikenella • Francisella • Kingella • Legionella • Stenotrophomonas • Streptobacillus

Bacilos grampositivos aerobios Actinomicetos con ácidos micólicos en la pared celular

• Corynebacterium • Gordonia • Nocardia • Rhodococcus • Tsukamurella • Mycobacteríum

Actinomicetos sin ácidos micólicos en la pared celular• Actinomadura • Dermatophüus • Nocardiopsis • Oerskovia • Rothia • Streptomyces • Actinomicetos termofílicos • Saccharomonospora • Saccharopolyspora • Thermoactinomyces • Tropheryma

Otros bacilos grampositivos

• Arcanobacteríum• Bacillus • Brevibacterium • Erysipetothrix • Gardnerella • Listeria • Turícelía

Bacterias grampositivas y gramnegativas anaerobias

Cocos grampositivos

• Anaerococcus • Finegoldia • Micromonas • Peptostreptococcus • Schleiferella

Cocos gramnegativos• Veillonella

Bacilos grampositivos • Actinomyces • Bifidobacteríum • Clostrídium • Eubacterium • Lactobacillus • Mobiluncus • Propionibacterium

Bacilos gramnegativos• Bacte mides • Fusobacterium • Porphyromonas• Prevotella

Bacterias diversas con importancia médica

• Mycoplasmataceae• Mycoplasma • Urea plasma • Spirochaetaceae • Borrelia • Treponema • Leptospiraceae • Leptospira

• Chlamydiaceae • Chlamydia • Chlamydophila • Otras bacterias • Coxiella • Ehrlichia • Oríentia • Rickettsia

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