microbiología crecimiento
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Crecimiento de poblaciones bacterianasTRANSCRIPT
Mediante la división celular una célula se convierte en dos.
Durante el tiempo transcurrido (tiempo de generación) el número de células y la masa celular se duplica.
Los tiempos de generación varían entres los diferentes microorganismos
Las bacterias tienen tiempos de generación más cortos que los microorganismos eucariotas.
El tiempo de generación depende del medio de crecimiento y las condiciones del cultivo
Experimento de crecimiento con 1 sola célula, con un tiempo de generación de 30 minutos.
Cada periodo fijo se dobla el número de células Crecimiento Exponencial
Inicialmente el aumento del número de células es lento y se incrementa con el tiempo.
Entre las 4 y 4,5 horas la producción de células es mayor
Semilogarítmico: El número de células en escala logarítmica y el tiempo en escala aritmética.
La función lineal es un indicador inmediato de que las células están creciendo exponencialmente.
nNN 20
Número final células
Número inicial células
Número de generaciones que ha ocurrido durante el periodo de crecimiento exponencial.
g=t/n Tiempo de generación de la población celular exponencial.
t Días, horas y minutos de crecimiento exponencial
Conociendo el número inicial y final de células de una población que esta creciendo exponencialmente, es posible, calcular n. Conociendo n y t, calcular el tiempo de generación, g.
nNN 20
Log N = Log No + n log 2
Log N - Log No = n log 2
301,0
loglog
2log
log 00 NNLogNNn
)log(log3.3 0NN
Si conocemos n, t se puede calcular g, k y v para diferentes microorganismos creciendo bajo diferentes condiciones de cultivo.
Es útil para optimizar las condiciones de cultivo de un microorganismo particular.
Para probar el efecto positivo o negativo de algún tratamiento sobre el cultivo bacteriano
Ejemplo: Los factores que estimulan o inhiben el crecimiento se pueden identificar midiendo su efecto sobre los parámetros de crecimiento.
Si una población celular en crecimiento aumenta de 5*10^6 células/ml a 5*10^8 células/ml en 8 horas, calcule g, n, v y k.
En un sistema cerrado o en un medio no renovado.
Denominado cultivo monofásico o en batch
El crecimiento exponencial no puede continuar indefinidamente y se obtiene la típica curva de crecimiento.
La curva describe un ciclo completo de crecimiento y puede dividirse en distintas fases:
1. Fase lag
2. Fase exponencial
3. Fase estacionaria
4. Fase de muerte.
1. Fase Lag ó fase de latencia
Medio fresco. Es una etapa larga o prolongada dependiendo de la historia del cultivo y las condiciones de crecimiento.
Si un cultivo exponencial se inocula en el mismo medio y bajo las mismas condiciones de crecimiento, el periodo de latencia es menor
Si el inoculo se toma de un cultivo viejo y se inocula en el mismo medio, se observa un retraso aunque todas las células del inoculo sean viables.
Se debe a que las células carecen de componentes esenciales para dividirse y requieren tiempo para la resíntesis.
1. Fase Lag ó fase de latencia
Hay retraso cuando las células han sido dañadas por
Calor
Radiaciones
Compuestos tóxicos
Las células requieren tiempo para recuperarse y reparar daños
Para que ocurra crecimiento en un medio de cultivo particular, las células deben tener un equipamiento enzimático completo que permita la síntesis de metabolitos esenciales que no están presentes en el medio.
Al pasar a otro medio, se necesita tiempo para la síntesis de las nuevas enzimas.
2. Fase Exponencial
Ocurre durante un tiempo que puede ser breve o prolongado en función de los recursos disponibles y de otros factores.
Las células en esta fase se encuentran en el estado fisiológico más sano, es el estado más indicado para estudios enzimáticos y estructurales.
La velocidad de crecimiento está influenciada por las condiciones ambientales
T
Composición del medio de cultivo
Características genéticas del organismo
2. Fase Exponencial
Cuánto más pequeñas son las células, presentan mejor capacidad relativa de intercambio de nutrientes y de productos de desecho en comparación con las células más grandes.
Esta ventaja metabólica afecta notablemente el crecimiento y otras propiedades.
3. Fase Estacionaria
En un sistema de cultivo cerrado (Monofásico, batch). El crecimiento exponencial no se puede prolongar indefinidamente.
Un nutriente esencial del medio de cultivo se agota y por tanto, limita el crecimiento.
Se acumulan en el medio algunos productos de desecho hasta niveles inhibitorios que hacen cesar el crecimiento exponencial.
No hay aumento ni descenso neto en el número de células
3. Fase Estacionaria
Funciones celulares como el metabolismo energético y algunos procesos biosintéticos continúan.
Algunas células crecen, otras mueren Crecimiento críptico.
3. Fase Muerte
Las células finalmente mueren, la muerte va acompañada de lisis celular real.
Las diferentes fases no se aplican a las células aisladas sino a poblaciones celulares.
En algunos estudios es deseable que los cultivos se mantengan en un ambiente constante durante largos periodos.
Por ejemplo, si se está estudiando la síntesis de una enzima particular
Disponer de células en crecimiento exponencial es de gran ayuda
Se logra con Cultivos Continuos
Es un sistema abierto Se mantiene a velocidad constante
Se elimina medio usado con células
Cuando el sistema está en equilibrio, el volumen, número de células y estado metabólico permanece constante.
Se mantiene la población en la fase exponencial de crecimiento durante largo tiempo.
Útil en el estudio de una enzima que tiene alta actividad en la fase exponencial.
El crecimiento de una población se mide estimando los cambios en el número de células, en la cantidad de algún componente
-Proteínas -Ácidos nucléicos -Peso seco de células
Métodos para medir el crecimiento
1. Recuento del número de células
2. Determinación de la turbidez Medida de biomasa
Determinación del número total de células: Recuento Microscópico
Mediante el uso del microscopio se observa y se cuentan las células presentes en un cultivo o muestra.
Método simple y poco seguro
Recuento de células totales
Puede hacerse en muestras secas sobre portas o en muestras líquidas
Las muestras secas se tiñen para aumentar el contraste entre las células y el fondo.
Las muestras líquidas se emplean cámaras de recuento especiales. Son portas excavados sobre una superficie de vidrio marcada con una rejilla con pequeños cuadrados de área conocida. Se puede determinar el número de células por cada unidad de área.
El contaje microscópico directo es rápido para conocer el número de células.
Limitaciones
Sin técnicas especiales de tinción no se puede distinguir entre células vivas y muertas.
Las células pequeñas no se puede observar bien.
El contaje microscópico directo es rápido para conocer el número de células.
Limitaciones
Es difícil la precisión
Cuando las células no tiñen, se requiere de microscopio de contraste de fases.
El contaje microscópico directo es rápido para conocer el número de células.
Limitaciones
El método no es adecuado para suspensiones de baja densidad celular
Las células móviles se deben inmovilizar antes del conteo. Los restos presentes en la muestra pueden contarse erróneamente como células.
