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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR CIENCIAS DEL MAR BIOLOGIA MARINA DANIEL HERNANDEZ SAAYEDRA EVIDENCIA DE LA TRANSFORMACION EN LA SUPERFICIE CELULAR DE Schizosaccharomyces pombe EXPUESTA A TENSION SAUNA POR ADSORCION HIDROFOBICA EN FENIL Y OCTlL SEFAROSA LA PAZ B C S 1 985

BIOLOGIA MARINA DANIEL HERNANDEZ SAAYEDRAbiblio.uabcs.mx/tesis/TE081.pdf · de biomol culas ya que la interacci6n hidrof6bica juega un ... que interactGan princIpal mente por hidrofobicldad

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR

CIENCIAS DEL MAR

BIOLOGIA MARINA

DANIEL HERNANDEZ SAAYEDRA

EVIDENCIA DE LA TRANSFORMACION EN LA SUPERFICIE CELULAR DE

Schizosaccharomyces pombe EXPUESTA A TENSION SAUNA POR

ADSORCION HIDROFOBICA EN FENIL Y OCTlL SEFAROSA

LA PAZ B C S 1 985

7

I

I ILlj

13660

DEDICATORIA

A ai esposa elaudia Irene y a alahijos Daniela y Pablo

A a1a padre

nrique y Øatalla

A IÚ h anos

Lui Enrique Alejandra Virginia Alicia MercedJuan Pablo Natali Joaqutn y Beatriz

AGUDECIMIERTOS

Quiero agradecer al Centro de Investigaciones Bio16giças de Baja California Sur A C el apoyo recibido para la realizaci6n de este trabajo

AsI i880 a los profesores del Departamento de Biologla Marina de la Universidad Aut6noma de Baja California Sur que de alguna manera contribuyeron con sus opiniones y sugerencias

T biEn agradezco al Biol Teodoro Reynoso Granados y al P B M Jorge RaGlMurgula Bautista por la elaboraci6n de Dibujos y Grificas

A la Sra Leticia Lirs Castro por la valiosa ayuda en el mecanografeado de

este trabajo

A todas aquellas personas que de una forma u otra contribuyeron en el desarrollo del presente

IRDICE

LISTA DE ABREVIATURAS

TABLA DE EQUIVALERCIAS

RESUMEN

I OBJETIVOS

11 INTRODUCCIOR

111 MATERIALES y MFTODOS

1 Cepa utilizada

2 Medios de cultivo

3 Esterilizaci6n de terial4 Cuantificaci6n del crectaiento5 Condiciones de crecimiento

6 Tratamiento de los geles7 F nsayo de adsorciın hidrof6bica8 AnÆlisis espectrofotomØtrico9 AnÆlisis estadtstico

IV RESULTADOS Y DISCOS ION

1 Crecimiento en diferentes medios de cultivo2 CrecÚBiento en diferentes concentraciones de NaCl

3 Caractertsticas hidrofıbicas de la cepa

V CONCLUSIONES

VI BIBLtOGRAFIA

i

11

1

2

3

11

1113131518

IR1919

20

24

40

47

49

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ABREVIACIOnS

NaCl

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Cloruro de IOdio

Potencial de Ridr6geno

Hilllitr08

Atll6sferas

Grados Centlgrados

Hicras

Ha n6llle tr08

Revoluciones por minuto

LogaritDO natural

Concentraci6n Molar

Medio de cultIvo glucosa 1 0

Medio de cultivo galactola 1 0

MedIo de cultivo glucosa 2 0

GrllllOl

H1lIgrllllOs

HicrogrllllOl

Absorbancia

Acido clorbldrico

Partes por 1111

Concentraci6n Rormal

Unidadee Klett

Bi6x1do de carbono

CUulas por aJ lllItro

Nivel de signif1cancia

11

EQUIVALENCIAS

RaCl M NaCl PplII RaCl

1 0

2 0

0

6 0

0 172

0 3l6

0 703

1 069

10

20

1

60

UK A 500

1

IlISUJlI

Mediante la adsorci6n hidrof6bica utilizando I118trices CClllO la fenU y

octil sefarosa se han detectado camios en la superficie celular de

CCllllO resultado de su exposici6n a tell8i6n salina 10 que posible

mente se relacione con un mecanismo de adaptaci6n a tales condiciones

Los resultados obtenidos en la fase experimental demuestran que al BUmen

tar la concentraci6n de NaCl en el medio de cultivo pome disminuye su

crecimiento en relaci6n a dicho incremento

Con el uso de diferentes medios de cultivo se pone en evidencia la d1fereEcia en cuanto a crecimiento se refiere ya sea en relaci6n Gnic8ente al

incremento a la salinidad o en cuanto a las características de cada uno de

los medios utilizados

2

OBJETIVOS

1 0 Obtener informaci6n acerca de la adaptaci6n de organi880s dulcea

cuico las a condiciones de tensi6n salina para el posible aprovech

miento de stos

1 1 Determinar el comportamiento de Schizosaccharomyces pombe en dife

rentes medios de cultivo a diferentes concentraciones de NaCl de

terminando su crecimiento en cada caso

1 2 Aplicar la t cnica de adsorci6n hidrof6bica para detectar loa c

bios en las propiedades hidrof6bicas de la superficie celular de

pombe cuando es expuesta a tensi6n salina

3

INTRODUCCION

La continua sobreexplotaci5n de los mantos aculferos para uso urbano y la

disminuci6n de la calidad del agua provocada por la infiltraci6n de aguas

ocelnicas nos hacen pensar en la futura necesidad de utilizar el agua sa

lobre o de mar para irrigar los campos de cultivo o para procesos que

requieran grandes cantidades de este liquido por lo que es recomendable

realizar estudios que nos permitan conocer los mecanismos mediante los cu

les los organismos dulceacuicolas se pueden adaptar al aumento de salini

dad en el medio

Dentro de estos estudios se han seguido diferentes estrategias y se han u

tilizado diversos organismos desde cultivo de tejidos en plantas superio

res hasta ingenieria genfitica en bacterias Estos estudios se han dirigido

hacia el conocimiento de la respuesta a la tensi6n salina en la pared y

membrana celular ya que dichas estructuras estÆn relacionadas intfmamen

te con el medio externo

Actualmente el estudio de organismos que son expuestos a tensión salina

es un campo de inter s con vistas al posible aprovechamiento de suelos y

aguas salobres que no son utilizadas en la actualidad

SegGn Aller y Oskar 1979 el concepto de biosalinidad involucra la armo

niosa interrelaci6n de sistemas biológicos con sistemas medioambientales

salinos para beneficio del hombre Los suelos ªridos son un parte intrtns

ca del concepto de biosalinidad stos constituyen un recurso actualmente

inutilizado y existen en la zona de influencia de muchos oc anos Los elemen

4

tos esenciales para este concepto son los sistemas biológico y 10 i te

s medioaabientales salinos o marinos Figura No 1

Los sistemas biol6gicos representan antmales plantas microorganismo o

constituyentes celulares Los sistemas físicos salinos estÆn representados

por ocianos estuarios y suelos Æridos

Los estudios en biosalinidad involucran el uso y desarrollo de tecnologtas

avanzadas para producir y procesar derivados de los medioambientes salinos

En la Figura No 2 se muestran algunas alternativas para producir recur

sos biosalinos

Rains y Valentine 1980 indican que el agua es esencial para toda forma

de vida Los sistemas biológicos expuestos a medioambientes con reducida

disponibilidad de agua extrema salinidad temperaturas extreæas sequta

tienen respuestas adaptativas que involucran osmorregulación orginica o

inorgÆnica Cuando los solutos en el agua se concentran comienza una des

hidratación celular hasta causar la muerte del organismo El hombre y ani

males superiores combaten fundamentalmente el problema de ajuste osmótico

usando su sistema renal mientras que los microorganismos y plantas presen

tan respuestas diversas para balancear la tendencia a la deshidratación pr

vocada por la presencia elevada de solutos en el medioambiente que le ro

dea Segœn Brown y Edgley 1980 las respuestas celulares a condiciones

medioambientales extremas son observadas mejor en microorganismos y desde

luego son los Gnicos habitantes de ciertos tipos de medioaabientes extre

mos como lo son los lagos hipersalinos

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III W ocz t o

7

Diversos investigadores han realizado estudios de osmorregulaci6n utiliza

do levaduras Watanabe y Takakuwa 1984 encontraron diferente c posici6n

de l pidos lntracelulares en Saccharomyces al ser crecida en distin

tas concentraciones de NaCl as como un cambio en su morfolog a celular

Ramada y col 1984 relacionan la estructura de la pared celular y los ma

nanos extracelulares de S rouxii con las variaciones de NaCl en el medio

de cultivo Sus observaciones indican un cambio en la morfologta de

rouxii ademÆs de una modificaci6n m nima en la composici6n qutmica de

la pared celular y manano externo Figura No 3 Estos autores coinciden

en las observaciones hechas sobre el cambio morfológico de S en

condiciones normales sin NaCl en el medio de cultivo la forma es semeja

te a una esfera y al incrementar la concentraci6n de NaCl Ista se modifica

alargÆndose por 10 que adopta una forma elipsoidal

Norkrans y Kylin 1969 comparan el potencial osm6tico y la regula

ci6n de los niveles de sodio y potasio con relación al HaCl en

Saccharomyces cerevislae y Debaromyces hansenii planteando la hip6tesls

de que la resistencia a la salinidad depende particularmente de la habili

dad de movilizar energta para la salida y entrada de Na y K tambiin in

dican un cambio de volumen mayor en S cerevisiae que en hansenii al i

crementar el tiempo de exposición a elevadas salinidades Robot y Jennings

1981 confirman las observaciones hechas por Norkrans y Kylin 1969 cua

do relacionan el crecimiento de D hansenii y S cerevisiae con el incremen

to en la salinidad y pR Ellos encontraron que hansenii crece mÆs fÆcil

mente que S cerevisiae en medios de cultivo con altas concentraciones

de sodio e indican que esto puede deberse a la presencia de una bomba de

1 6 GlucOfto

Mllftbrana

Cltoplallllåtca

Glóbulo di

L˝plcIo

Cltopla ma

MeMbrana

Cltoplalmåtca

Manano

1 3 Glucano

Fig 3 Representación esquemÆtica de una

levadura tipo

Pored

Celular

Nœcleo

Vacuola

q

extrusi6n de sodio que no esti presente en S cerevisiae y si esti prese

te no es activa o efectiva

La determinaci6n del grado de hidrofobicidad en microorganlsmos ha sido

publicado principalmente en bacterias Smyth y col 1978 presentan la

t cnica de cromatografla de interacci6n hIdrof6bica como un nuevo mØtodo

para analizar ripida y convenientemente las propiedades hidrof6bicas de

las superficies bacterianas

Ochoa 1978 indica que dicha t cnica ayuda a determinar la hidrofobicidad

de biomol culas ya que la interacci6n hidrof6bica juega un papel importa

te en los sistemas bio16gicos debido a que las membranas celulares estin

formadas de complejos lipldicos y lipoprotelnas que interactGan princIpal

mente por hidrofobicldad

Por otra parte la t cnica de adsorci6n hidrof6bIca podrla dar mis informa

ci6n acerca de los posibles cambios que ocurran a nivel de la pared o mem

brana celular en organismos expuestos a altas concentraciones de Nae1

LIndah1 y col 1981 utilizando dIferentes cepas de scherIchIa coll

hacen una comparaci6n del grado de hidrofobicidad de la superficie celular

empleando la t cnIca de interaccI6n hIdrof6bIca y una nueva prueba test

basada en la precIpItacI6n con sales de NH4 2S04 su1fato de amonio Fa

bry y col 1981 demuestran la presencia de sItios hIdrof6bIcos en la su

perficie de ribosomas de Escherichia coli mediante el uso de cromatografla

de interacci6n hidrof6bica y propone que en los filtros de nitrocelulosa

los ribosoms se adhieren mediante mecanismos de naturaleza hidrof6bics

Faris y col 1982 aplican la t cnica antes mencionada psra determinar la

hidrofobicidad de algunas especies de vibrios Que poseen caracterlsticas

10

hemaglutinantes ellos asocian dicha característica de adhesi6n a la pro

piedades hidrofıbicas de laa fimbria presentea en estoa lcroorganios

Por otra parte Weiss y col 1982 utilizan como adsorbente hexadecano pa

ra poner en evidencia la hidrofobicidad de la superficie celular de bacte

rias que se encuentran adheridas en la cavidad bucal indicando que un 701

de las bacterias usadas en el exper ento exhiben una elevada habilidad

para adherirse a este hidrocarburo Doyle y col 1984 trabajando con es

poras del genero Bacillus encuentran diferenciaa en el grado de hidrofobi

cidad de subtilis B anthracis y thuringiensis e indi

can que las características hidrofóbicas de las esporas pueden tener un pa

pel importante en la adaptaci6n de ciertas bacterias Ferreirós y Criado

1984 estudian la expresión de la hidrofobicidad en la superficie celular

de Escherichia coli codificada por pliłmidos resistentes a antibiótico

Rplasmids empleando 3 tecnicas Salting out adsorción a xileno y ad

sorci6n a hexadecanos encontrando que no hay correlaci6n en los resulta

dos obtenidos e indican que probableente se debe a la presencia de dife

rentes molØculas hidrof6bicas en la interacci6n con los diferentes mØtodo

No hay informes acerca de la determinación de las caractertsticas hidrof6

bicas de la superficie celular en levaduras 10 que representa un extenso

campo de estudio

11

MATERIAL y HETODOS

Cepa utilizada

SChizosaccharomyces tipo silvestre de la Co1ecciðn de Cultivos

del Instituto de Investigaciones Biom dicas de la Universidad NacionalAut6noma de Hxico

Medios de cultivo utilizados

a Medio de manten1aiento

Se utiliz6 el medio sugerido por Sherman y col 1980

MEDIO MR

Glucosa 2 0 1

2 0 1

101

Peptona

Extracto de levadura

Agua Destilada 100 al

pH 5 4 Aju t8do con

HCl 0 1 N

b Medio de propagad6n

Se emplearon lo medios de cultivo sugeridos por Sherman y col 1980 y

por Norkrans y Kylin 1969 ademÆs una modificac16n de este œltimo en do

de se c8lllbia la fuente de carbono de glucosa a galactosa en la a1811l8 con

centraci6n

Maerooutrieotes

Glucosa

Asparagioa

KB2p04128P0412804

Na2804

Agua destilada

Metales traza

MgCli 6820

CaCl2 2820

Mn804 20

ZnS04 7820

Cu804 S820

FeC6HS07 S820

Addo cttrlco

Vlt8lllinas

Biotlna

Pantotenato dŁ Calcio

Inositol

N 1aclna

Aeldo p amlnobenz81co

MEDIO Il

12

g litro

10 00

1 00

0 35

0 15

0 34

0 28

1000 al

lII l1tro

406 60

147 00

4 46

4 31

0 25

10 05

6 30

pg l1tro

2 0

400 0

2000 0

400 0

200 0

13

pg l1tro

Clorhidrato de Piridoxina 400 0

Clorhidrato de Tiaaina 400 0

Riboflavina 200 0

Cianocobalaaina 2 0

pR 5 4 Ajustado con

Rel 0 1 N

MEDIO ME

Es una modificaci6n del anterior cambiando œnicaaente la fuente de carbono

de glucosa a galactosa en la misma concentración

Los medios de cultivo s6lido fueron preparados a una concentración de 2 0

de agar El pH de stos es medido en un potenci6metro Metrohl y son verti

dos en matraces Erlenmeyer de 250 mI hasta completar un volumen de 50 al

Esterilización del material

Los medios de cultivo sin vitaminas se esterilizaron en autoclave duran

te 15 minutos a una presión de 1 1 atm Los componentes termolªbiles como

las vitaminas se esterilizaron por separado usando un sistema de filtra

ción M1llipore con membranas de policarbonato de 0 21 de poro

Cuantificaci6n del crecimiento

La cuantificaci6n del crecimiento de los microorganismos y del nœmero de

cØlulas se realiz6 indirectamente midiendo la absorbancia Densidad Opti

ca a 580 nm de longitud de onda en un espectrofot6metro Espectronic 20

Habiendo ajustado previamente una curva patrón del conteo en hemocit6metro

Cimara de Neubawer y la densidad óptica correspondientes Figura No 4

CDCÞ

o

ØØo

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IC

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J

CI

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Z

lS

Condiciones de crecfaiento

a Preparaciðn del in6culo

La preparaciðn de los in6culos se realiz6 haciendo una suspensi6n con S 1

de medio de cultivo liquido de c lulas provenientes de un cultivo de 48 h

ras de crecimiento en agar inclinado Esta suspensi6n se vierte en un ma

traz Erlenmeyer de 1000 mI conteniendo 200 mI de medio de cultivo corres

pondiente a cada experimento ste se incub6 bajo las siguientes condicio

nes

Temperatura 24t 20C

Agitaci6n orbital 100 rpm

El tiempo de incubaci6n fue variable segGn el medio de cultivoutilizado en cada caso

b Propagaci6n

Del in6culo anterior se tomaron 5 mI variando la densidad 6ptica de 0 28 a

0 46 Y se adicionaron a matraces Erlenmeyer de 250 mI conteniendo SO mI de

medio usando una campana de flujo laminar VECO y cerca de un mechero para

evitar la contaminaciðn de los cultivos Una serie de matraces se incuban

bajo las siguientes condiciones

Temperatura 24t20C

Agitaci6n orbital 100 rpm

Tomando muestras cada 2 horas a partir del tiempo cero hasta

alcanzar la fase estacionaria de crecimiento variando entre

14 y 18 horas

En todos los casos los experimentos se realizaron por triplicado para que

los datos pudieran ser tratados estadlsticamente cilculo de media y des

viaci6n estindar

16

En cada uno de los matraces se determln6 lo siguiente

Este se determln6 directamente del contenido liquido de cada matraz

usando un potenci6aetro Metrohm

Azœcares totales Se determinaron utilizando la ticnica del fenol sulfœri

co sugerida por Dubois y col 1956 utilizando el sobrenadante

obtenido en la determinac16n de peso seco

Biomasa Se determin6 en nœmero y peso

a en nœmero por absorbancia Se tom6 una altcuota de 5 mI Y se

determln6 la densidad 5ptica a 580 nm en un espectrofot6metro

Bspectronic 20

b Bn peso por peso seco Se tom6 una altcuota de 10 mI en tubos

previamente puestos a peso constante y se centrifugaron a 2500

rpł durante 15 minutos en una centrlfuga DAHON El paquete ce

lular se coloc6 en un horno BLUE M a 600C hasta llevarlo a peso

constante la biomasa se determin6 por diferencia de peso entre

los tubos con y sin paquete celular en una balanza analttica

METTLER RCAR

Con los datos de blomasa se determinaron ademÆs los siguientes

parimetros

Velocidad especifica de crecfaiento p mediante la

slguiente f6rmula

NIIn

No

1t

Tiempo de c1upl1cac16n Td TID 2

d J

Duraci6n de la fase log tlog

1ln

LtI ogp

In NI In NoDuraci6n de la fase tlag t t

lagp

tlogN6 ro de generaciones n n

td

Coeficiente de rendimiento celular con respecto al sustr to Yx

x xo

yx s

So S

De acuerdo al balance de materia expresado por

glucosa amonio agua cØlulas iniciales c lul s finalea

CO2 Agua

Se obtiene el coeficient de rendimiento en base a sustrato por medio dela ecuacion

en donde

yx s

cØlulas finales

glucosa inicialcØlulas iniciales

glucosa final

En donde

N Concentraci5n celular en cØlulas mI

x Concentraci6n celular en gramos de cØlulas por litro

S Sustrato glucosa o galactosa g litro

t Tiempo horas

17

IR

Tratamiento de los geles

Para la utilización de los geles de fenil y octil sefarosa en la tientca

de interacción hidrofóbica Estos fueron lavados con una solución amorti

guadora de fosfatos a una concentración de 0 025H y eon un pH de 5 4 El

lavado se realizó en un filtro de vidrio con una Malla de 20 p de luz has

ta que el filtrado se estabilizó a O de absorbancia a 580 nm con respecto

a un blanco de la solución amortiguadora Estos geles fueron esterilizados

en autoclave durante 15 minutos a 1 1 atm y posteriormente utilizados en

los ensayos de adsorción hidrofóbica

Para la regeneración de los geles se siguieron las recomendaciones de Phar

macia Fine Chemicals

Ensayo de adsorci6n hidrof6bica

Las cElulas utilizadas en el ensayo de adsorciôn hidrofóbica provienen de

la fase exponencial de crecimiento en cada uno de los casos Estas cElulas

fueron lavadas centrifugÆndolas a 2500 rpm durante 15 minutos y resuspen

diØndolas en solución amortiguadora de fosfatos 0 025 K pH 5 4 dos veces

Se colocaron en tubos de ensayo 1 mI de los geles de fenil u octil sefaro

sa resuspendidos en 1 mI de solución de fosfatos y 4 mI de las cØlulas la

vadas y ajustadas a una absorbancia de 1 0 aproximadamente Estos tubos

se invirtieron 3 ó 4 veces hasta homogenizar la suspensión la cual se ver

ti6 a un sistema de filtración M1llipore de 15 mI y con malla de 20 f de

luz Este sistema de filtración se mont6 en un matraz Kitazato y se hizo

vacto con una bomba manual a 0 17 atm lavando con 3 mI de la solución

amortiguadora de fosfatos los geles para efectuar el anÆlisis de los fil

trados

19

AnÆlisis espectrofotomŒtrico

Los filtrados fueron analizados en espectrofot6metro a 580 nm y fueron

comparados con su control en cada caso Los controles se hicieron pasando

4 mI de las cØlulas lavadas por el sistema de filtraci6n y enjuagando el

sistema con un volumen igual de soluci5n de fosfatos 0 025 M pH 5 4

AnÆlisis Estad1stico

Se realiz6 un anÆlisis de varianza a aquellas curvas en las que el creci

miento pudiera ser similar aplicando el modelo de bloques utilizando el

estadhUco F con un 0 0 05

20

R E S U L T A D O S Y D 1 S e u s ION

I CRECIMIENTO EN DIFERENTES MEDIOS DE CULTIVO

En la Figura No 5 se muestran las curvas control de crecimiento de

pombe en los medios de cultivo MD ME Y MR sin NaCl observÆndose

un crecimiento mayor en medio MR debido a laalta disposici6n de nutrien

teso En el medio ME se observa un crecimiento menor que en el caso ante

rior probablemente debido a que en este medio la disposici6n del sustrato

se encuentra a la mitad que en el medio MR Por otro lado el crecimiento

en medio MD es similar al medio ME la œnica diferencia entre estos dos

medios es la fuente de carbono MD Glucosa MEGalactosa lo que puede in

dicar un aprovechamiento similar de estos sustratos

Al aplicar el anÆlisis estadístico entre estas 3 curvas de crecimiento se

hace notar una diferencia en el crecimiento de pombe con un Q 0 05

Pero al analizar solamente el crecimiento entre el medio MD y ME se pone

en evidencia la similitud en cuanto al crecimiento de pombe con un 95

de confianza 10 que apoya lo antes mencionado

Los parametros determinados en la cinŒtica de crecimiento indican 10 si

guiente Figura No 6

a Velocidad especifica de crecimiento p

Se puede observar que en el medio MR la velocidad especifica de crecimien

to es mayor que en 108 casos de los medios MD y ME ya que en este medio

hay mayor disposici6n de nutrientes Por otro lado comparando los medios

ii

IJ 2

Ae

o 2010

Tilmpo de incubociÓll In

FiQ 5 Curvos de crecimiento de S pomlJł crecidos en 3

diferentes medios de cultivo Medio MR i 4 t

Medio ME i e t Medio MO

13ß60

11 td t11lt

oMR 110 ME

OMR MO ME YR YO ME

2D

ty

1 0 1

OMR MI

OMR MD ME

OMR 110 MI

Figuro 6 porÆmetrol de crecimiento de 5ll1H en medios

de cultivo sin NaCI Control

23

MD Y ME se observa que la velocidad espectfica de crecimiento es mayor en

el medio MD lo que podrta indicar que la fuente de carbono es tarta siendo

aprovechada con mas facilidad

b Tiempo de duplicaci6n T

En este caso en el medio MR se encuentra el menor tiempo de duplicación

seguido del medio MD y por œltimo el medio ME Esto se puede explicar por

la naturaleza de la fuente de carbono ya que en los medios MR y MD el sus

trato es glucosa siendo en el medio MR el doble de cantidad que en el me

dio MD Por otro lado en el medio ME la fuente de carbono es galactosa 10

que nos indica que el aprovechamiento de este sustrato bajo estas condi

ciones sin NaCl es menor

c Duraci6n de la fase de adaptaci6n t

La fase de adaptación en los medios MD y ME 1 fuente de carbono no pre

senta diferencias sin embargo cuando se determin6 el tiempo de la fase

de adaptaci6n tI en un medio con alta concentración de fuente de carag

bono 2 MR se observa mayor duración de esta fase probablemente este

fenómeno ocurre por diferencias en presi6n osm6tica del medio de crecimien

to y no por las diferencias en fuentes de carbono Ahora bien es conoci

do que las levaduras excretan al medio las enzimas necesarias para degra

dar la fuente de carbono y bien pudiera ocurrir que como indican Dixon y

Webb 1964 que a altas concentraciones de sustrato disminuye la veloci

dad de reacci6n y por lo tanto hasta que la concentración de sustrato vie

ne a ser la óptima entonces se observa un crecimiento logarltmico como

se describe abajo

24

d Duraci6n de la fase logarttmica de crecimiento t

En este caso se observa un menor tiempo en el medio MR debido al ripido

crecimiento de la poblaci6n ya que no hay nutrientes limitantes En el me

dio K se observa un tiempo ligeramente mayor lo que nos indica que la gl

cosa es asimilada casi de igual manera que en el medio MR Con el medio ME

se incrementa 4 horas en comparaci6n con los medios anteriores MD y MR

lo que nos indica que la fuente de carbono en forma de ga1actosa no es

asimilada con la misma facilidad que en el caso de glucosa ya que para la

asimilaci6n total de la fuente de carbono se requiere de mis tiempo

e Coeficiente de rendimiento celular con respecto al sustrato

lgr cel gr sust1Los datos muestran que con los medios MD y ME se obtiene un rendimiento si

milar y mayor que en el caso de MR esto probablemente a causa de que en

este medio no se aprovecha toda la fuente de carbono debido a la concen

traci6n de metabolit08 que inhiben o limitan el crecimiento celular

f NGmero de generaciones n

En el medio MR se observa el mayor n6mero de generaciones siguiendo el llI

dio ME Y por œltimo el medio MD lo que se relaciona a la magnitud del cr

cimiento de pombe en ada uno de los medios de cultivo

II CRECIMIENTO EN DIFERENTES CONCENTRACIONES DE NaCl

Los valores obtenidos del crecimiento de pombe en diversas concentra

ciones de NaCl se presentan por separado en cada medio de cultivo Los re

soltados del control medios sin NaC1 se discutieron en el capttulo ante

r ior

Con el fin de obtener una eva1uaci6n de la pendiente para calcular los pa

25

rimetros de erecimiento las curvas fueron expresadas en In de UK En las

figuras 7 8 9 inciso b se muestran dichas grifieas

l HE Figura No 7

El creeimiento de pombe a una concentración Molar de 0 172 de NaCl fue

mayor que en el control 10 que puede indicar un mejor aprovechamiento de

la fuente de carbono debido a la presencia de NaCl ` una coneentración de

0 346 M de NaCl el crecimiento fue similar al de las cØlulas control Sin

NaCl y a las concentraciones de 0 703 y 1 069 M hubo una disminución en

el crecimiento debido al aumento de NaCl en el medio

Como se puede notar el ereeimiento de pombe en medio ME se ve afeetado

s6lo al incrementar la eoncentración de NaCl por encima de 0 346 M 1 que

nos indica que las concentraciones de 0 172 y 0 346 M de NaCl no disminu

yen el ereeimiento eon respecto al control Habiendo realizado un anÆlisis

de varianza entre estas 3 condiciones de crecimiento se asegura que el

crecimiento de pombe es similar eon un c 0 05 Sehultz y Curran 1970

indican que la presencia de eiertos iones inorgânicos es esencial para el

transporte de metabolitos a travØs de las membranas biológicas por otra

parte Crane 1968 pone en evidencia que en un medio libre de sodio el

transporte de azœeares a travØs de las membranas biológicas disminuye en

forma considerable lo cual pudiera ser aplieable es este caso estando el

Na a bajas cocentraeiones OOl M en el control e incrementândose a

0 172 y 0 346 M en los easos en los que el crecimiento fue similar al con

trol

Los parimetros de ereeimiento se determinan igual que en el easo del eon

trol y se presentan a continuaci6n

˛it

ı

11Je

81

i 7

1r

50

o

o 6 12tlelnpo inccIboGtifIt Ilrtl

le

b

6

6 12TiMIlpo de 11IC 1Õft

F iO 1 Curvas de crecimiento de S pomb en Medio

ME Y diferentes oonc ntrociones de NaCI

Control 0 112 Mi 0 o346M O O703Mi L069M

o

27

a Velocidad especifica de crecimiento tu Figura No 10

Comparando con el control este parÆmetro decrece a una concentración de

0 172 M para luego incrementarse a una molaridad de 0 346 de NaCI Los

valores a concentraciones de 0 703 y 1 069 M son menores con respecto al

control Estos resultados nos indican que a 0 346 M el crecimiento de

pombe se ve beneficiado debido a un mejor aprovechamiento de los nu

trientes del medio de cultivo

b Tiempo de duplicadón Figura No 11

Aqu se observa que hay un aumento en el tiempo de duplicación a una sali

nldad de 0 172 M de NaCl con respecto al control Por otra parte en una

sa1inidad de 0 346 M existe una disminución del tiempo de duplicación in

c1uso por debajo de los valores obtenidos para el control Los resultados

encontrados a las concentraciones de 0 703 y 1 069 M muestran un aumento

similar en ambos casos con respecto al control Este parÆmetro se comporta

de manera inversa a la velocidad especIfica de crecimiento

c Duración de la fase de adaptación tI Figura No 12ag

Se puede observar un incremento en el tiempo de adaptación conforme aumen

ta la concentración de NaCl 10 que resulta lógico pues mientras se incr

menta la molaridad del NaCl las celulas requieren mayor tiempo para asimi

lar estas condiciones y comenzar a reproducirse

d Duración de la fase 10garItmica de crecimiento tI Figura No 13

Con respecto a este parÆmetro podemos observar que en las concentraciones

de 0 172 Y 0 703 M de NaCI existe un incremento en la duración de esta

fase mientras que a una concentración de 0 346 M esta fase se ve reduci

da probablemente a causa de una rÆpida utilización de la fuente de carbono

28

A una concentraci6n de 1 069 M de NaCl esta fase disminuye considerableme

te 10 cual es producido por la larga duraci6n de la fase de adaptaci6n en

la cual una considerable fracci6n de sus trato es consumido con fines de

mantenimiento sin que se manifieste un incremento celular con la consecuen

te limitaci6n de nutrientes en el medio para un posterior crecimiento en

fase logar tmica Lo anterior puede reflejarse en una disminuci6n en ren

dfmientos

e Coeficiente de rendimiento celular con respecto al sustrato

Y1 Figura No 14

r ce gr susto

Los valores obtenidos reflejan que este parfimetro se ve reducido con res

pacto al control a una concentraci6n de 1 069 M de NaCl mientras que a

0 703 M se nota un incremento considerable lo que podr a indicar que en

este medio de cultivo y a esta concentraci6n de NaCl pombe aprovecha

mejor el sustrato en comparaci6n con el control A 0 346 M no se aprecian

diferencias importantes con respecto al control mientras que a 0 172 M de

NaCl hay un ligero incremento

2 MD Figura No 8

Los resultados obtenidos del crecimiento de pambe en este medio de cul

tivo muestran el efecto del NaCl al incrementar su concentraci6n en el me

dio Aqu se observa que existe una ligera disminuci6n en el crecimiento a

una concentraci6n de 0 172 M Y aœn mÆs a 0 346 M de NaCl DemostrSndose

la diferencia de crecimiento entre el control y a la concentraci6n de

0 172 M de NaCl al realizar un anSlisis de varianza con una significancia

de 0 05 El mayor efecto es observado al incrementar la concentraci6n a

0 703 Y 1 069 M de NaCl Esto parece indicar que en este medio de cultivo

50a

1o

12lsJcf

o6 12

Tlelllpo de incubaCIón hn

b

z

l7J

6 12Tlelllpo de incubocìÓn hn

FiO 8 Curvas de crecimiento de Spomb en Medio MD

y diferentes concentraciones de NaCI Control

0 172 M 0 0 346 M IJ 0 703 M 1069 M

30

el efecto del NaCl se pone MÆs de manifiesto que en los otros medios uti

l1zados

a Velocidad especifica de crecimiento P Figura No 10

La determinación de este parâmetro indica que existe una relación entre el

a ento de NaCl en el medio de cultivo y la disminuci6n de la v locidad

espectfica de crecimiento lo que se explica por el efecto del NaCl en la

inhibición del crecimiento de pombe

b Tiempo de duplicaci6n tD Figura No 11

En la determinaci6n de este parâmetro se observa una relaci6n con reapecto

al incremento de NaCl en el medio de cultivo lo cual parece lógico pues

las cUulas de pombe expuestas al aumento de NaCl tardan MÆs tiempo en

duplicarse debido a la acción inhibidora del NaCl

c Duración de la fase de adaptación tI Figura No 12

Los valores resultantes de la determinación de este parÆmetro muestran que

en todas las concentraciones de NaCl el tiempo de la fase de adaptaci6n es

mayor que en el control Los valores a 0 172 y 0 346 M son similares entre

si Y mis largos que el control mientras que a 0 703 M la relaci6n es igual

que en el control A una concentraci6n de 1 069 M se observa el mayor tiem

po de esta fase lo cual resulta de la elevada concentraci6n de NaCI

d Duración de la fase logarltmica de crecimiento tI Figura No 13

A todas las concentraciones de NaCl se observa un incremento en la dura

ci6n de esta fase con respecto al control Los resultados en las diversas

concentraciones de NaCl presentan una diferencia mtnima incrementindose

de menor a mayor salinidad

31

e Coeficiente de rendimiento celular con respecto al sustrato

Y1 t

Figura No 14gr ce gr sus

Los datos obtenidos dejan ver que el rendimiento celular con respecto al

control disminuye al incrementar la concentración de NaCl A 0 172 M los

valores son muy similares al control mientras que disminuyen a 0 346 M

aumentando a 1 069 M pero por abajo de los valores encontrados en el con

trol Esto indica que en todas las concentraciones de NaCl pombe no es

ti aprovechando el sustrato de la misma manera que las cØlulas control p

ro se puede observar en la comparación entre salinidades 0 346 0 703 y

1 069 M de NaCl que a 1 069 M se encuentra un mejor rendimiento

3 MR Figura No 9

El crecimiento de pombe en este medio de cultivo es el mayor comparado

con los medios HD y ME en todas las concentraciones de NaCl

Al aumentar la concentración de NaCl en el medio de cultivo el crecimien

to de pombe disminuye en relación a dicho incremento

Aqut las curvas de crecimiento control y a una concentración de 0 172 M

de NaC1 pudieran ser las mÆs similares rechazÆndose esta suposición al

realizar un anÆlisis de varianza con un 95 de confianza

A pesar de la inhibici6n parcial del crecimiento de pombe en este medio

al aftadir NaCl el crecimiento es mayor que en los medios anteriores m

y ME esto debido a que la fuente de carbono es mayor el doble que en

los otros medios siendo poSiblemente el œnico factor limitante la prese

eia de NaCl en este medio Los parâmetros calculados indican lo siguiente

a Velocidad especifica de crecimiento p Figura No 10

Los datos obtenidos indican que este parªmetro disminuye conforme aumenta

50a

g 25

e

O1II

6 12TlelllpO de illcllbockin IlN

b

l

6

O

Õ

o7

1J

5

O 6 12

Tiempo de Incubación In18

Fig 9 Curvos de creciniento de poi11bł en Medio MR

y diferentes concentraciones de NaCl t Control

0 172 M O 0 346M 0 0 703 M t 1069 M

33

la concentraci6n de NaCl Las concentraciones de 0 703 y 1 069 M de NaCl

muestran la misma velocidad especifica de crecimiento entre si Estos re

su1tados indican que el NaCl estS inhibiendo el crecimiento 10 que se re

fleja en la baja asimilaci6n de la fuente de carbono

b Tiempo de duplicaci6n to Figura No 11

Este parimetro se comporta inversamente que el anterior ya que existe

una relaci6n entre la velocidad especifica de crecimiento y el tiempo de

In 2duplicaci6n td tomando en cuenta que este medio de cultivo po

psee una fuente de carbono en exceso asi como varios nutrientes es posi

ble deducir que la presencia de Nael provoca que la divisi6n celular sea

mÆs lenta Este efecto parece ser comGn para otros organismos

e Duraci6n de la fase de adaptaci6n tI Figura No 12

Esta fase presenta una ligera disminuci6n al incrementar la concentraci6n

de NaCl en el medio hasta 0 703 M para luego tener un aumento considera

ble con respecto al control a la concentraci6n de 1 069 M Los datos su

gieren que s6lo a una concentraci6n de 1 069 M de NaCl pombe se ve a

fectada ya que el tiempo que tarda esta fase con respecto al control es 4

veces mayor Las otras concentraciones de NaCl 0 172 0 346 y 0 703 M

comparadas con el control indican que existe una disminuci6n en el tiempo

de adaptaci6n que al parecer no es relevante

d Duraci6n de la fase 10gar1tmica de crecimiento tI Figura No 13

Se observa que al aumentar la concentraci6n de NaCl esta fase se va incre

mentando 10 que se puede explicar debido a una lenta as1milaci6n del sus

trato ya que al estar en cantidades excesivas soporta una fase logarttmi

ea mÆs amplia conforme aumenta el grado de salinidad

34

de este parâmetro con diferentes molarida

des de NaCl se puede observar que a una concenttac16n de 0 172 y 0 346 M

se obtiene un mayor rendimiento comparado con el control 10 que p obable

ente se debe a la utilizaci6n mÆs efectiva del sustrato a estas concentr

ciones En el caso de las otras salinidades 0 703 y 1 069 M el efecto

del NaCl parece ser mÆs evidente ya que los valores disminuyen comparând2

108 con el control

o

a

o

j11

uoz

Iol

u

J

0172 014 0101 LO

ConctrulÓn de N CI 1M

FiO IO Velocidad Específica de Crecimiento J en

S płmÞe en diferentes medios de cultivo y

distintas concentraciones de NaCI Medio

ME O Medio MR Medio MO

10

i

ii

I50

O 0346 UØS 018

COllCllltrOClÓn de Noel M

FiO II Tiempo de duplicación Ud en S pomJe en diferentes medios de cultivo y distintas concentraciones de

NaCI Medio MD i O Medio MR i l Medio ME

o

2

el

0 346Concentración

FiO 12 DuraciÓn de la fase de adaptación t en

S pombe en diferentes medios de cultivo y distintas concentraciones de NaCí 1 Medio MD iO Medio MR Medio ME

I

c2

o

o 0172 o 6 0 703 1

COlICtlltroción cM OCI lit

Fig 13 Duración de la fase logarítmica tIO en S pomJłen diferentes medios de cultivo y distintas concen

tracones de NaCI Medio MO O Medio MR i1 Medio ME

o

º

je

a

02

t

o

o 0 172 Q346 0703 lO92

Concllllroción d NaCl M

Fig 14 Coeficiente de rendimiento celular con respecto al

sustrato y celo su de Spombe en diferentes

medios de cultivo y distintos concentraciones de NoCI

Medio MO O Medio MR Medio ME

40

IU CARACfERISTICAS HIDROFOBICAS DE LA CEPA

Los valores obtenidos mediante el anâllsis espectrofotomEtrico se descri

ben en la Tabla No l Dichos valores son el resultado de las mediciones

hechas despub de efectuar la adsorci6n hidrof6bica en pOIIIbe utilizan

do distintos geles hidrof6bicos Los resultados muestran que existe un co

portamiento diferente en cuanto a adsorci6n dependiendo del medio y la s

linldad utilizada Las condiciones experimentales se describen en Materia

les y Mitodos

1 FENIL SEFARaSA Figura No 15

Los experimentos realizados utilizando este tipo de gel indican lo siguie

te

En el medio MD se observa que las cØlulas crecidas a una molaridad de 0 172

de HaCl se adsorben a las matrices hidrof6bicas en un porcentaje mayor que

con respecto al control 8 0 aproximadamente para luego disminuir a la

concentraci6n de 0 346 M quedando este valor aœn por encima 1 0 apro

xbladamente del porcentaje de adsorci6n obtenido en el control cØlulas

sin HaCl Esto indica que a estas concentraciones de NaC1 la superficie

celular de pombe adquiere propiedades hidrof6bicas distintas que cuando

no existe NaCl en el medio durante el crecimiento A la concentraci6n de

0 703 M el porcentaje de adsorci6n disminuye 3 5 con respecto al control

y hasta 14 5 cuando las cØlulas son crecidas a una molaridad de 1 069 de

H Cl Estos resultados sugieren que existen 2 tipos de respuestas de

s pOlllbe a la tensi6n salina en este medio de cultivo el primero cuando

se somete a crecimiento a bajas concentraciones de NaCl 0 172 y 0 346 M

30

10

1

i

O om 0346 0703ConcentracIÓn de NoCI M

F lO 15 Adsorción de S pombł a matrices de Fenil Sefa

rosa Las cØlulas fueron crecidas en medIos dis

tintos y diferentes salinidades t Medio MO e tMedio ME ð t Medio MR

42

las caractertsticas de adsorción a matrices hidrofóbIcas aumenta con res

pecto al control pero al incrementar la concentracI6n de NaCl a 0 703 y

1 069 M dicha caractertstIca disminuye con respecto a los valores encon

trados en el control

Por otro lado las c lulas crecidas en el medio MR muestran que a concen

traciones de 0 172 0 703 Y 1 069 M los valores de adsorción son mayores

en 4 0 7 0 Y 5 0 respectivamente en comparación con el control este

61tiao presenta valor en porcentaje similar a las crecidss en 0 346 M de

laCl Lo que podrta indicar que con excepción de las c lulas crecidas con

0 346 M de RaC1 en todas las otras molaridades pombe tiende a aumentar

su caractertstica de adsorción a matrices hidrofóbicas

Los resultados obtenidos con la utilización del medio ME hacen notar que

el comportamiento de S pombe al incrementar la concentración de NaCl du

rante su crecimiento es similar al encontrado con el medio MR solo que

en la concentración de 1 069 M el porcentaje de adsorción disminuye a

proximadamente 2 5 con respecto al control

Los resultados de estos experimentos indican que con la utilizaci6n de los

dios MR Y ME a distintas molaridades de NaCl las caractertsticas hidro

f6bicas de la superficie celular de R pambe no muestran relaci6n directa

con respecto al incremento en la concentración de RaCl mientras que con

el medio MD se observa que al aumentar la molaridad de RaCl a 0 172 hay un

incremento en el porcentaje de adsorción que decrece en relacion directa

al aumento en la concentración de RaCI

2 OCTIL SEFAROSA Figura No 16

Los siguientes datos se obtuvieron utilizando el gel hidrof6bico oetil se

O

e0ti

2e

1

o 0 172 0 346 0703ConcentrociÓll d NoCI M

1069

Fig 16 Adsorción de S pombł a matrices de Octll Sefa

rosa Las cØlulas fueron crecidas en medios dis

tintos y diferentes sallnidades Medio MO D t

Medio ME ð t Medio MR

44

far08a Tabla No 1

Al aumentar la molaridad a 0 172 de NaCl en el medio MD se observa un pe

quefto incremento 0 5 de adsorciðn en pombe con respecto al control

En las concentraciones de 0 346 0 703 Y 1 069 M 108 datos indican una

diłainuci6n del grado de adsorciðn en las matrices hidrofóbicas con rela

ci6n al incremento en la sa1inidad 10 que sugiere el mismo comportamiento

encontrado cuando se utilizð fenil sefarosa para la determinación de las

caractertsticas hidrofóbicas de la superficie celular de pombe Los re

8oltados encontrados cuando se utilizan las c lulas crecidas en el medio

MR muestran al igual que en feni1 sefarosa un comportamiento similar en

las propiedades hidrofóbicas de la superficie celular de pombe es de

cir las caractertsticas de adsorción aumentan con respecto al control al

incrementar la salinidad en el medio de cultivo excepto en el caso de

0 346 M en el cual se encontró un porcentaje parecido al del control Mlen

tras que en las concentraciones de 0 172 0 703 Y 1 069 M el aUmento en

adsorciðn es de 2 5 5 0 Y 2 75 respectivamente Esto indica que dicha

caractertstica es dependiente de la presencia de Nael en el medio de culti

VO pero no est en relación directa al incremento de NaCI

Las cŒlulas crecidas en el medio ME muestran que en condiciones normales

Sin NaCl la adsorciðn en las matrices hidrofðbicas es nula para luego

auaentar a 8 4 a una molaridad de 0 172 de NaCl Este valor disminuye a

4 26 a una concentración de 0 346 M Y se incrementa a 8 63 de adsorción

con respecto al control a 0 703 M de NaCl El porcentaje de adsorción de

las cŒlulas crecidas en 1 069 M de NaCl presentan 9 88 de adsorción a

las matrices hidrofóbicas Las caractertsticas de adsorción hidrofðbica en

45

CONCENTRACION DE NaCl

MEDIO CONTROL 0 172M 0 346M 0 703M 1 069M

MI 22 73 23 21 19 82 13 64 10 30

Mil 6 25 8 51 6 12 11 36 9 09 OCTIL

ME 0 00 8 40 4 26 8 63 9 88

MI 17 61 25 30 18 35 14 03 3 08

MI 6 25 10 64 6 12 13 64 11 36 FENIL

ME 3 61 7 98 2 5 1l 48 0 84

TABLA No 1

PORCENrAJE DE INrERACCION RIDROFOBICA DE Schizosaccharomyces pombe CRECIDA

EN DIFERENrES MEDIOS DE CULTIVO Y A DISTINTAS CONCENTRACIONES DE NaCl

46

la luperficie celular de pombe al crecer en este medio de cultivo no

parece estar relacionada de una manera directa al incremento de NaCl pue

to que 101 valores de adsorci6n encontrados son variables dependiendo de

la sa1inidad

Las determinaciones de las caractedsticas hidrof6bicas de la

celular de pombe crecida en diferentes medios de cultivò y a

salinidades utilizando los geles hidrof6bicos fenil y octil

superficie

distintas

sefarosa

estran que existe un comportamiento diferente en cada caso Walther y

col 1984 reportan diferencias al microscopio electrónico en la superf

de celular de pombe al crecer en diferentes medios de cultivo a pesar

de que no existen datos referentes al comportamiento de S pombe con res

peeto a su crecimiento en diferentes concentraciones de NaCl Ramada y col

1984 utilizando la levadura Saccharomyces rouxii ponen en evidencia una

odificaci6n en la composición qutmica de las estructuras superficia

les de al crecer en diferentes molaridades de NaCl Lo que po

dda explicar el comportamiento de pombe al determinar las caractedst

cas hidrofåbicas de su superficie celular bajo las diferentes condiciones

de crecimiento tanto en medio de cultivo distinto como en diferentes con

centraciones de NaCl

47

e o N e L u S ION E S

En base a los resultados obtenidos se puede notar la diferencia en cuanto

al aprovechamiento de nutrientes en los diferentes medios de cultivo para

el crecimiento de pombe

La aptitud de pombe para obtener nutrientes del medio de cultivo estå

relacionada con la naturaleza del medio ya que como se observa en el caso

de la utilización del medio MR la respuesta al incremento en la salinidad

es evidente pero no tan marcadamente como en el caso de los medios HD y

ME 10 que indica que siendo MR un medio enriquecido y los medios HD y ME

edios de cultivo con nutrientes bien definidos al incrementar la concen

traci6n de NaCl el crecimiento de pombe es proporcional al tipo de me

dio de cultivo y aprovechamiento de ste

Lo mismo sucede en las propiedades hidrofåbicas de la superficie celular

de pombe en donde en el medio HD es mÆs evidente el cambio gradual de

las caracteristicas hidrof6bicas de pombe al incrementar la salinidad

Comportåndose de diferente manera en el caso de los medios ME y MR Por 10

que se puede poner de manifiesto que la respuesta a la tensi6n salina en

pombe es mås evidente en el medio HD en cuanto al crecimiento mientras

que en la determinación de las propiedades hidrofðbicas utilizando la ad

sorciðn hidrof6bica en los geles de fenil y octil sefarosa se presentan

evidencias mås claras de la transformación en la superficie celular de

pombe al incrementar la salinidad en el medio HD durante su crecimiento

De esto se desprende que la utilización de esta t cnica en la caracteriza

ci6n de las propiedades hidrofóbicas de la superficie celular de microorg

48

n s es aplicable siempre y cuando se tenga el conocimiento de la res

puesta al medioambiente de dicho microorganismo para a81 determinar los

paretros mis acordes y poder estimar un posible cambio en sus propieda

des hidrof6bicas ante un cambio en el medioambiente que 10 rodea como un

aecanismo de adaptaci6n a dicho cambio

49

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