Fisiología Bacteriana y Medios de cultivo 2011_B

7/31/2019 Fisiologa Bacteriana y Medios de cultivo 2011_B

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Fisiologa bacteriana


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METABOLISMO MICROBIANO

DEFINICIN

Conjunto de reacciones qumicascatablicas y anablicas que ocurren enla clula bacteriana para desarrollarsus procesos vitales.


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METABOLISMO MICROBIANO

Objetivos:Reconocer la utilidad del estudiometablico bacteriano en la

identificacin de bacterias


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Todos losmicroorganismos

Auttrofos Hetertrofos

Parsitos estrictosSaprfitos

Fotosintticos

Luz como fuentede energa

CO2 como fuentede carbono

No usan CO2 comoFuente de carbono

Prottrofos: microorganismos que sintetizansus propios factores de crecimiento.

Auxtrofos: microorganismos que requierenuna fuente exgena de factores de crecimiento

debido a que son incapaces de sintetizarlos.


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METABOLISMO MICROBIANO FASES

ANABOLISMO

Formacin o sntesis de compuestos qumicos (Biosntesis)

CATABOLISMO

Degradacin o descomposicin de compuestos(Biodegradacin)


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METABOLISMO MICROBIANO FASES

CATABOLISMO ANABOLISMO

LIBERA ENERGIA

Reacciones degradativas

Catalizadas por enzimas

Liberan energia

Compuestos orgnicoscomplejos en simples.

REQUIERE ENERGIA

Reacciones biosintticas

Catalizadas por enzimas

Utilizan energa

Compuestos simples acomplejos


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COFACTORES ENZIMTICOS

Vitamina B1 (Tiamina)

Vitamina B2 (Riboflavina)

Niacina (Ac. Nicotnico)

Vitamina B6 (Pirodoxina)

Vitamina B12 (Cianacobalamina)

Acido Pantotnico Biotina

Acido Flico

Vitamina E

Vitamina K

Decarboxilasa

Coenzima en flavoproteinas

Parte de la molcula del NAD

Metabolismo de aminocidos

Metabolismo de aminocidos

Parte de la coenzima A Metabolismo de hidratos de carbono y lpidos

Fijacin de CO2 y Ac. Grasos

Coenzimas utilizadas en bases pricas ypirimidcas

MacromolculasTransporte de electrones quinonas


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ACTIVIDAD ENZIMTICAFACTORES QUE LA INFLUENCIAN

temperatura

pH Substrato

Producto final

Gnetica

Secuencial

Enzimas intracelular

Enzimas extracelular

Complejo multienzimtico


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Nutricin

Energa Carbono Nitrgeno

Vitaminas ysales inorgnicas

fuentes para lasntesis deprotenas ycidos nucleicos

Los requerimientos bsicos de las bacterias sonsemejantes a las de las formas de vida superiores

para otros factoresaccesorios decrecimiento


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Carbono

Este elemento puede aportarse a losmicroorganismos en forma muy diversa

dependiendo del tipo de metabolismo queposean.

Es utilizado por los microorganismos para

sintetizar los compuestos orgnicosrequeridos para las estructuras y funcionesde la clula.


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Nitrgeno

El nitrgeno es utilizado por lasbacterias para formar aminocidos,

pirimidinas, purinas, etc.


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Oxgeno

TIPOS DE RESPIRACIN DE LOSMICROORGANISMOS


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Aerobios obligados:requieren oxgenopara el crecimiento pues dependen de este

elemento para cubrir sus necesidadesenergticas.

El oxgeno es el aceptor final de electronesen la cadena respiratoria.


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Anaerobios obligados:crecen en ausenciatotal de oxgeno porque necesitan un medio muy

reductor.

Utilizan respiracin anaerobia donde los aceptoresfinales de electrones pueden ser generalmenteSO42-, Fumarato2- o CO32-.


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Anaerobios facultativos:pueden crecer enpresencia o ausencia de oxgeno.

Utilizan al oxgeno como aceptor final deelectrones cuando est disponible, y

en ausencia de oxgeno la energa la obtienen porfermentacin o respiracin anaerobia

(generalmente el NO3- es un aceptor final de electrones en lasenterobacterias).


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Anaerobios aerotolerantes:pueden crecer enpresencia o ausencia de oxgeno, pero la energa la

obtienen por fermentacin.


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Microaerofilos:slo pueden crecer con bajastensiones de oxgeno porque las altas tensiones

son txicas para este tipo de microorganismos.

La energa la obtienen por respiracin aerbica,cuando no hay aceptores electrnicos terminalesalternativos, o anaerbica.


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Capnoico o capnfilo: bacterias quedesarrollan mejor en presencia de CO2


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Azufre El azufre puede ingresar en la clula reducido

(grupos sulfhidrilos),

como sulfato (debe ser reducido dentro de la clula para

metabolizarse) o como aminocidos azufrados.

Es utilizado para la sntesis de aminocidos

azufrados como la cistena o metionina, estructuraterciaria de las protenas (formacin de puentes S-S) y en el sitio cataltico de enzimas.


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Factores de Crecimiento

Vitaminas, aminocidos, purinas,pirimidinas, etc.

Son compuestos orgnicos que el microorganismoes incapaz de sintetizar a partir de los nutrientes y

son fundamentales para la maquinaria metablicade la clula.


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Iones Inorgnicos

Son esenciales para el crecimiento porqueestabilizan los compuestos biolgicos comoenzimas, ribosomas, membranas, etc.

Son aportados en el medio a travs de sales quecontienen

K+ Mg2+ Mn2+ Ca2+ Na+

PO43- Fe2+ Fe3+ y trazas de Cu2+ Co2+ y Zn2+.


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Requerimientos fsicos

Temperatura Todos los microorganismos tienen una

temperatura ptima de crecimiento.

Esto significa que a determinada temperatura la

velocidad de duplicacin de los microorganismoses mayor.


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Clasificacin Rango Optima

Termfilos 25 - 80 C 50 - 60 C

Mesfilos 10 - 45 C 20 - 40 C

Psicrfilo 5 - 30 C 10-20 C


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pH

La mayora de los microorganismos crecen en pH

cercanos a la neutralidad, entre 5 y 9

existen microorganismos que soportan pH extremos


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Clasificacin pH externo pH interno

Acidfilos 1.0 - 5.0 6.5

Neutrfilos 5.5 - 8.5 7.5

Alcalfilos 9.0 - 10.0 9.5


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Actividad agua aw

El agua es el solvente en donde ocurren lasreacciones qumicas y enzimticas de la

clula y es indispensable para el desarrollode los microorganismos.


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Potencial de Oxido-Reduccin

El Potencial de Oxido-Reduccin es unamedida de la tendencia del medio a donar o

recibir electrones.

Es crtico para el crecimiento de los microorganismos y

generalmente est asociado con la presencia de oxgenomolecular disuelto en el medio el cual es muy oxidante.


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Fermentacin

La respiracin anaerobia es un procesometablico que depende principalmente deun mecanismo respiratorio anaerobio.

El O2 se reemplaza por otro aceptorinorgnico de electrones como el:

NITRATO o SULFATO


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Fuentes de energa en la

Fermentacin Termodinmicamente: Los productos resultantes tienen

un contenido energtico inferior al de los sustratos

(debido al menor nivel energtico del grupo carboxilo-COOH)

La fermentacin puede interpretarse como unreagrupamiento de tomos de H y O en molculas

inorgnicas, para producir grupos carboxilos (lctica) opara dar lugar a CO2 (alcohlica)


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Posibles vas metablicas delpiruvato

Fermentacin lctica

Fermentacin alcohlica

Fermentacin propinica

Produccin de gas Fermentacin butilengluclica (acetona)

Fermentacin butrico-butlica

Fermentacin aminocidas

Vas del Fosfogluconato


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Transporte de electrones

Desde el punto de vista energtico:

la respiracin da lugar a 10 veces ms energa libre

y 19 veces ms de ATP


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Medios de Cultivo


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Condiciones de un

medio de cultivo

Humedad Temperatura Osmolaridad pH

Nutrientes Ausencia de luz y radiaciones

(mayora de las bacterias)

PsicrfilosMesfilosTermfilos


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AGAR

El agar es un elemento solidificante muyempleado para la preparacin de medios decultivo.

Se lica a 97 C

Se solidifica a 40 C

Con mnimas excepciones no tiene efecto sobre elcrecimiento de las bacterias y no es atacado ellas.

Agar-agar Solieria robusta

Carragenina en alimentos 1881, Fannie Hesse esposa de Robert Koch


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De acuerdo a su consistencia

Lquidos

Semi slidos 0,7 % agar

Blandos 1 % agar

Slidos 2 % agar
http://sites.google.com/site/anaerobesystemspricelist/Home/pras-transport-media/anaerobic-transport-medium/AS-911.jpg?attredirects=0


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Medio bsico para cultivo

Caldo peptonado

Peptona 10 g Cloruro de Sodio 5 g

Agua destilada csp. 1000 ml


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Medios comerciales ya preparados


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Medios de cultivo para preparar en el

laboratorio.


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Preparadores demedios automticos


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De acuerdo a su destino

Uso general

Especiales


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De acuerdo a sus

propiedades

Selectivos

Diferenciales

Tpico crecimiento de los Escherichiacoli verotoxignicos en un medio decultivo selectivo Mc Conkey agar

Medio Kligler


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Medios en tiras para identificacin demltiples pruebas fisiolgicas


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Crecimiento de las bacterias


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Colonia bacteria crece sobre un medio de cultivo slido, no puede moverse y al multiplicarse

en forma geomtrica, las sucesivas generaciones de bacterias quedan ubicadas unassobre otras hasta hacerse visibles macroscpicamente.

Poblacin

desarrollo bacteriano en medios de cultivo lquidos, en donde no puedendiferenciarse entre s los distintos microorganismos; las caractersticas ms importantesson: turbidez del medio; formacin de velo superficial (su consistencia, espesor

y cantidad) y presencia de sedimento (aspecto, cantidad y coloracin).


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Curva de crecimiento


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Curva de crecimiento

Las bacterias se multiplican por fisin binaria.

Entre 10 min y 24 h dependiendo del MO

Mayora entre 20 min y 2 h.

N0, al cabo de una generacin tendremos 2 x N0,

en la siguiente generacin, 2 x 2 x N0 y as sucesivamente

la poblacin aumenta con el exponente de 2,

por lo que se expresa como crecimiento exponencial.

Primera generacin: 2 x N0

Segunda generacin: 2 x 2 x N0 = 22 x N0

Tercera generacin: 2 x 2 x 2 N0 = 23 x N0


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1. Fase de adaptacin o latencia

2. Fase de crecimiento exponencial o

logartmico

3. Fase estacionaria

3. Fase de muerte


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El ill d
http://qsad.bu.edu/ogaf/bact/


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El cepillo dedientes no debe

ser utilizadocomo medio de

cultivo...

Cmbielofrecuentemente

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