crecimiento
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Enzimas
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Catalizadores muy potentes y eficaces,
Químicamente: proteinas, RNAs
Enzimas
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Velocidad de Reacción
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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
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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
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Factores Ambientales
• Temperatura crecimiento
– mínimo
– máximo
– óptimo
Figure 6.12
Prescott, Harley and Klein
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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
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• 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
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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
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pH
• acidófilos
– pH 0 y pH 5.5
• neutrófilos
– pH 5.5 y pH 7
• alcalófilos
– pH8.5 y pH 11.5
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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
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Presión atmosférica
• microorganismos no tolerantes
• microorganismos barotolerantes
• microorganismos barofílicos
http://www.800mainstreet.com/08/0008-003-atm.gif
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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
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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.
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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