NUTRICIN MICROBIANAA.- DEFINICIN.- Incorporacin de sustancias del medio ambiente para transformarlas y poder realizar procesos como: Sntesis de elementos estructurales (crecimiento) Sntesis de (reproduccin) Sntesis de especficas nuevos esporas, microorganismos y enzimas

toxinas

Obtencin de energa metablica

B.- PRINCIPALES FUENTES DE NUTRIENTES.1.- Fuentes de carbono y energa. Fotoauttrofos.- utilizan la energa luminosa para convertir el CO2 y H2O en compuestos orgnicos (cianobacterias). Fotohetertrofos.utilizan la energa luminosa para convertir el carbono orgnico en compuestos orgnicos tiles (bacterias verdes y prpuras) Quimioauttrofos.- utilizan la energa del H2S, NH3 y fierro para convertir el CO2 en compuestos orgnicos (Nitrobacter spp.) Quimiohetertrofos.usan orgnicas como fuente de carbono (Myxococcus spp.) molculas energa y

B.- PRINCIPALES FUENTES DE NUTRIENTES.1.- Fuentes de carbono y energa.-

FUENTE DE CARBONO INORGNICO (LITTROFO) AUTTROFAS ORGNICO (ORGANTROFO) HETERTROFAS

FUENTE DE ENERGA

SUSTRATO OXIDABLE (QUIMIOSNTESI S)

QUIMIOLITTROFOSBacterias incoloras del azufre, nitrificantes, del hidrgeno y del hierro (Nitrobacter spp.)

QUIMIOORGANTRO FOSBacterias saprofitas, comensales y simbiontes (Mixococcus spp.)

LUZ (FOTOSNTESIS)

FOTOLITTROFOSBacterias purpreas y verdes del azufre (cianobacterias)

FOTOORGANTROF OSBacterias prpuras no sulfreas

B.- PRINCIPALES FUENTES DE NUTRIENTES.2.- Fuentes de nitrgeno. Fijacin de nitrgeno.captacin del nitrgeno atmosfrico para volverlo disponible mediante su reduccin hasta amoniaco (Cianobacterias). Quimioauttrofos.- utilizan la energa del H2S, NH2 y fierro para convertir el CO2 en compuestos orgnicos (Nitrobacter spp.) Nitrificacin.- conversin del amoniaco (NH3) a formas ms utilizables como NO2 (Nitrosomonas spp.) Desnitrificacin.- conversin de NO2 o NO2 hasta nitrgeno atmosfrico con lo cual pueden emplear el oxgeno para una eficiente produccin de energa (Pseudomonas

B.- PRINCIPALES FUENTES DE NUTRIENTES.3.- Fuentes de azufre.- recurren al in SO4-2 reducen hasta H2S y lo

4.- Fuentes de fsforo.- lo asimilan como fosfato inorgnico libre o como in PO4. 5.- Fuentes de minerales.- requieren minerales como Mg2+, Fe2+, K+, Mg2+, Ca2+, Mn2+, Mo2+, Co2+, Cu2+ y Zn2+.

C.- FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO.1.- Nutrientes.dadores de se considera a los aceptores electrones y vitaminas. todas y

2.-Agua.- empleada como base de reacciones bioqumicas celulares.

las

3.- Fuerza inica y presin osmtica. Halfilos.- requieren elevadas concentraciones salinas (Staphylococcus aureus, 7,5% de NaCl). Osmfilos.- requieren de presiones osmticas altas (Saccharomyces cereviseae).

C.- FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO.4.- pH.- segn sus rangos de supervivencia frente al pH se tiene: Acidfilos.- crecen a pH de 3,0 a 6,0 (Lactobacillus spp.) Neutrfilos.- crecen a pH de 6,0 a 8,0 (Bacillus spp.) Alcalfilos.- crecen a pH de 8,0 hasta 10,5 (Vibrio cholerae) 5.-Temperatura.- segn sus temperaturas ptimas de desarrollo, existen: Psicrfilos.- crecen entre 15 a 20 C (Alcaligenes spp.) Mesfilos.- crecen entre 30 a 37 C (Salmonella

C.- FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO.6.- Aereacin.- segn la tolerancia y asimilacin del oxgeno, existen: Microaerobios.- requieren pequeas cantidades de oxgeno y elevadas concentraciones de CO2 (Streptococcus spp.) Aerobios estrictos.- necesitan una continua fuente de oxgeno (Mycobacterium tuberculosis) Anaerobios facultativos.- emplean pequeas cantidades de oxgeno pero pueden prescindir de el, realizan gluclisis anaerobia en su ausencia (levaduras y enterobacterias). Anaerobios estrictos.- no pueden reducir el oxgeno, por lo tanto este, el O2- y el H2O2 les son txicos (Clostridium spp.)

CRECIMIENTO MICROBIANO

A.-

DEFINICIN.- Incremento ordenado de todos los componentes de un microorganismo, teniendo como consecuencia: el aumento del tamao (biomasa celular) y el incremento del nmero de individuos (biomasa poblacional) REPRODUCCIN.- Multiplicacin celular o formacin de nuevas clulas microbianas, lo cual puede realizarse mediante: Fisin binaria Fragmentacin Gemacin

B.- TIPOS DE CRECIMIENTO. Crecimiento equilibrado.- incremento constante en tamao y nmero de individuos en un medio determinado hasta que se agota uno de los factores del crecimiento. Crecimiento no equilibrado.- alteracin del crecimiento (individual y poblacional) debido al control efectuado en ambientes humanos (uso de antispticos, desinfectantes, antibiticos, etc.).

C.- CINTICA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO. Velocidad de crecimiento.- rapidez del crecimiento poblacional, (medida en gramos de biomasa/hora) Tiempo de generacin.- tiempo que necesita una clula o poblacin para dividirse Nmero de generaciones.- cantidad de generaciones celulares producidas en un determinado periodo de tiempo

D.- CURVA DE CRECIMIENTO MICROBIANO.-

D.- CURVA DE CRECIMIENTO MICROBIANO.a. Fase de latencia (rezago). Periodo de adaptacin a las condiciones ambientales No existe divisin celular significativa Su duracin es variable Se sintetiza ARN y protenas Se presenta aumento en el tamao celular a. Fase exponencial (logartmica). Existe intensa actividad metablica Es el periodo de mxima multiplicacin celular (geomtrico) La mortalidad celular es insignificante Todos los individuos tienen igual tamao Se prolonga hasta agotarse los factores esenciales o se acumulan sustancias txicas Las bacterias se vuelven extremadamente susceptibles

D.- CURVA DE CRECIMIENTO MICROBIANO.a. Fase estacionaria (equilibrio). Disminuye la velocidad de crecimiento poblacional El nmero de individuos vivos es igual al de muertos El agotamiento de nutrientes y acumulacin de toxinas es significativo a. Fase de declive (muerte). La mortalidad celular se vuelve exponencial

Se

presenta

la

autlisis

bacteriana

y

los

fenmenos de canibalismo

METABOLISMO MICROBIANOA.- DEFINICION.- Conjunto de reacciones bioqumicas efectuadas por los seres vivos B.- TIPOS. Anabolismo.- reacciones se sntesis: se gasta energa Catabolismo.- reacciones de degradacin: se produce energa

C.- METABOLITOS FOCALES. Para el crecimiento se requiere polimerizacin elementos constitutivos bioqumicos en: Protenas cidos nucleicos Polisacridos Lpidos Los elementos constitutivos deben ser: Formados en el medio Sintetizados por la clula Se requieren enzimas y coenzimas para la catlisis Las reacciones de polimerizacin requieren gasto de ATP Los elementos biosintticos surgen a partir de precursores denominados metabolitos focales Los Metabolitos focales son: Glucosa 6-fosfato Fosfoenolpiruvato Oxalacetato -cetoglutarato de

D.- CATEGORAS DEL METABOLISMO.

Vas para la interconversin de metabolitos focales Vas para la sntesis de metabolitos focales Vas para la conversin de metabolitos focales en productos terminales Vas para produccin de energa

E.- PRINCIPALES VAS METABLICAS.

Metabolismo fotosinttico Metabolismo fermentativo Metabolismo respiratorio Fijacin biolgica de nitrgeno

a) Metabolismo fotosinttico. La reduccin de un agente oxidante por medio de portadores de electrones establece la fuerza motriz protnica El reductor y el oxidante se crean de manera fotoqumica mediante la energa luminosa absorbida por los pigmentos fotosintticos La energa luminosa hace del H2O un reductor del CO2 La fotosntesis se resume en:

CO2 + H2O (energa)

= C6H12O6 + O2

Segn la creacin de energa se tiene: Fotoauttrofos Fotohetertrofos Quimioauttrofos Quimiohetertrofos

a) Metabolismo fermentativo. Bsicamente es una va catablica La formacin de ATP no se acopla a la transferencia de electrones Existe fosforilacin de sustrato No se altera el estado global de xido-reduccin del sustratoFermentacinLctica Alcohlica cido-mixta Butrica

Productocido lctico Etanol y CO2 Lactato, H2, CO2 acetato, succinato y etanol Butanol, butirato, acetona, etanol, CO2, H2 y acetato 2,3 Butilenglicol cido propinico Etanol, butanol, acetona e isopropanol

MicrobioLactobacillus spp. y Streptococcus spp. Saccharomyces cereviseae Escherichia coli Butyribacterium spp. Enterobacter spp., Bacillus spp. y Pseudomonas spp. Veillonella spp. y Propionibacterium spp. Pseudomonas spp.

Butilen glicol Propinica Butrica, acetonabutanol

a) Metabolismo respiratorio. Es un proceso dependiente de energa La reduccin qumica de un oxidante (aceptor de electrones) establece una fuerza motriz protnica a travs de la membrana celular El agente reductor (dador de electrones) puede ser: Orgnico (cido lctico) Inorgnico (H2, Fe2) El agente oxidante (aceptor de electrones) puede ser: Oxgeno CO2, SO4- o NO3 El retorno de protones a travs de la membrana se acopla a la sntesis de ATP Segn el uso del oxgeno se tienen: Aerobios obligados Microaerfilos Anaerobios facultativos Anaerobios obligados

a) Fijacin biolgica de Nitrgeno. Es la asimilacin reductiva del nitrgeno molecular Se requiere de enzimas sensibles al O2 como las nitrogenasas Se gastan de 12 a 15 ATP para que 3 NADPH reduzcan el N2 Rhizobium spp. en simbiosis con races de leguminosas realiza la fijacin as:

N2 a NH3 Nitrosomonas spp. realiza la conversin:

NH4 a NO2Pseudomonas manera: spp. desnitrifica

NO2 o NO3 a N2

de

la

siguiente

Comparacin entre los distintos tipos de metabolismo

F.- REGULACIN DEL METABOLISMO. Inhibicin alostrica.- el producto terminal reduce o inhibe la actividad cataltica Activacin alostrica.el producto aumenta o activa la actividad cataltica terminal

Cooperatividad.existen interacciones cooperativas que regulan la catlisis Modificacin covalente.- mediante adenilacin, fosforilacin o adherencia covalente del ADP se modifican las enzimas o sustratos