FACTORES FÍSICOS / TEMPERATURA

Incremento en temperatura Incremento actividad enzimática

Incremento en crecimiento

Límite a > Temperatura Desnaturalización Proteínas

T° mínima

< a esta no desarrollo

TEMPERATURAS

CARDINALES T° óptima

desarrollo óptimo

T° máxima

> a esta no desarrolla

CLASIFICACIÓN EN BASE A T° ÓPTIMA

MESÓFILOS T° óptima desarrollo 25- 40 °C

Animales sangre caliente

habitantes latitud tropical

zonas templadas

Casi todos los microorganismos (E. coli, S. aureus, etc.)

PSICRÓFILOS T° óptima 5-20°C

T° máxima 20 °C

T° mínima 0°C o menor

Enzimas adaptadas a ambiente frío

Alta concentración de α-hélice menor hojas β (rígidas)

aa mas hidrófilos y menos hidrófobos

Enlaces más rígidos (S-S)

Alta concentración de ac. Grasos insaturados (fluidez)

NO AFECTA TRANSPORTE NUTRIENTES

HÁBITAT: ZONAS CONGELADAS GLACIARES

Algas psicrófilas;

Chlamydomonas nivalis, esporas

rojas; color verde rojo en nieve

Pseudomonas, Flavobacterium,

Achromobacter

CLASIFICACIÓN EN BASE A T° ÓPTIMA

CONGELACIÓN

No permite crecimiento

Mínima actividad enzimática

VIABLES

NO MUERTE MICROORGANISMO

CONSERVACIÓN DE MICROORGANISMOS

Uso de agentes crioprotectores (glicerol, DMSO, leche descremada)

CLASIFICACIÓN EN BASE A T° ÓPTIMA / TERMÓFILOS

T° óptima 45° - 80 °C

ZONAS TÉRMICAS Luz Solar alcanza hasta 70°C

Aguas termales

Aguas termales artificiales (baños incubación)

Geisers Presencia de gradiente térmico

Microorganismos desarrollan en diferentes zonas

Procariotes desarrollan a T° altas

Eucariotes T° menor

Archaea: Mas termoresistentes

Bacillus, Clostridium, Enterococcus, Bacterias lácticas, Botrytis (hongo)

Bacillus stearothermophilus

Clostridium thermosaccharolyticum

CLASIFICACIÓN EN BASE A T° ÓPTIMA / HIPERTERMÓFILOS

T° óptima 88° - 110 °C

ZONAS TÉRMICAS Geisers

Aguas termales

Corrientes submarinas térmicas

Procariotes

Archaea: Mayoría

Thermus aquaticus Taq polimerasa DNA Polimerasa

termoestable

PCR

CARACTERÍSTICAS BIOQÚIMICAS

Proteínas y enzimas altamente termoestables

Presencia aa en lugares estratégicos para hipertermoestabilidad

Alta cantidad enlaces iónicos

Denso empaquetamiento de aa hidrófobos

Membranas termoestables lípidos saturados, isopreno, monocapa lipídica

Compuestos que estabilizan (diinositol-P, diglicerol-P)

CLASIFICACIÓN EN BASE A T° RESISTENCIA

MICROORGANISMOS TOLERANTES

Psicrótrofos Resisten (soportan T° baja) PERO NO ES T° óptima

Crecimiento mínimo, Metabolismo bajo

Hongos y levaduras, bacterias lácticas, Pseudomonas,

Flavobacterium , Achromobacter

Termodúricos Resisten T° mayores a 55°C, Trat. Térmicos

Esporulados (Bacillus, Clostridium), Bysocchlamys fulva

Bacterias lácticas, Estreptococcus

VALOR D Tiempo que se tarda en reducir un ciclo logarítmico la población

inicial a una temperatura constante

VALOR Z Temperatura con la cual logro disminuir en 10 veces el valor D

pH

pH = -log [H+]

Mayoría de los microorganismos son neutrófilos

pH = 6 a 7

Mayoría de los microorganismos

ACIDÓFILAS pH 3.5 – 4.5

Lactobacillus, Leuconostoc, Acetobacter

Clostridium

Hongos y levaduras

ACIDÓFILOS OBLIGADOS

Algunos procariotes (Picrophilus ashimae pH =0.7

Acidothiobacillus, Archaea, Sulfolobus, Thermoplasma,

Ferroplasma

pH

NECESITAN MEMBRANA ESTABLE FLUJO H+ AL EXTERIOR

Homeóstasis de pH

Respuesta tolerancia al ácido (ATR)

Adaptación al ácido

EXPRESION DE ENZIMAS Y PROTEÍNAS QUE AUMENTAN pH

INTRACITOPLASMICO

ALCALÓFILOS

pH > 7.0 (7.5-11.0)

Algas, actinomicetos, Vibrio sp., Bacillus sp. (B. firmus)

B. firmus, pH 7.5-11

Vibrio pH > 8.5

Bacillus: Hidrolasas en industria

PRESIÓN OSMÓTICA / Aw

Aw ACTIVIDAD ACUOSA

Ps / Po = Aw

Escala 0-1

A menor Aw aumenta fase lac

Disminuye velodidad crecimiento

POR LO GENERAL

Gram negativas

necesitan mayor Aw

Pseudomonas, Enterobacterias Aw= 0.93-0.96

Presión osmótica

Gram positivos no esporulados Menos sensibles a Aw mas bajas en

comparación con Pseudomonas y

Enterobacterias

Lactobacillus 0.94

Micrococcus 0.90

Staphylococcus 0.86 (halofílicos)

Bacterias esporuladas 0.93

Levaduras < 0.93

Hongos 0.93

Hongos xerófilos 0.71-0.77

HALÓFILOS

LIGEROS (1-6% NaCl) Streptococcus

MODERADOS (7-15% NaCl) Halobacter, S. aureus, Micrccoccus

EXTREMOS (15-30% NaCl) Archaea (Halococcus)

HALOTOLERANTES Resisten disminución Aw por sal PERO

MEJOR DESARROLLOO SIN SAL

Staphylococcus, Micrococcus,

Streptococcus

RESISTENCIA A Aw BAJO POR

OSMÓFILOS

Aw BAJO DEBIDO A ALTA CONCENTRACIÓN DE SACAROSA

>10% SACAROSA

Leuconostoc, Levaduras (Torula)

XERÓFILOS

Crecen en ausencia agua

PRESIÓN OSMÓTICA

RESISTENCIA A Aw BAJO POR

Extrusión solutos compatibles

Sintetizados por el microorganismo

DMSpropionato Algas marinas

Sacarosa Cianobacterias, Leuconostoc

Levaduras

Trehalosa Cianobacterias

Glicerol Levaduras xerófilas

Algas verdes-halófilas

Manitol Algas marinas

Prolina S. aureus

Potasio

OXÍGENO

AEROBIOS Alta tensión oxígeno (21% O2 aire) para crecer

Pseudomonas, Micrococcus Hongos filamentosos,

Actinomicetos

MICROAERÓFILOS oxígeno niveles bajos (Spirillum volutans)

para crecer

FACULTATIVOS Crecen en presencia / ausencia oxígeno

Enterobacteriaceae, Staphylococcus,

ANAEROBIOS AEROTOLERANTES Streptococcus

ESTRICTOS Clostridium

Archaea

Methanobacterium

CULTIVO AEROBIOS

Medio de cultivo en presencia oxígeno

Incubadoras con agitación

Fermentadores

CULTIVO ANAEROBIOS

Uso de sustancias reductoras

Disminuyen [oxígeno]

2 TIPOS

Tóxicos

No tóxicos

MEDIO DE CULTIVO

USO DE REDUCTORES NO TÓXICOS

Cisteína

Ácido ascórbico

Sulfuro de sodio

Carne cocida o hígado (Glutation)

Tioglicolato de sodio

Burbujeo gas inerte (Nitrógeno)

USO DE INDICADORES OXIDO REDUCCIÓN

Resazurina Dehidroresazurina Resorufina

Violeta rosa translúcido

CULTIVO ANAEROBIOS

REDUCTORES TÓXICOS

Adicionados a cámaras de incubación NUNCA A MEDIO CULTIVO

Pirogalol (tapa caja de Petri)

NaHBr H2

JARRAS ANAEROBIOSIS

Uso de Gaspack o Gasgen

Ácido cítrico + bicarbonato de sodio y/o NaHBr (aerotolerantes)

Citrato sodio + agua + CO2 + H2

ANAEROBIOS ESTRICTOS

NaHBr H2

Manejo en cámara anaeróbica

Fermentadores Inyección gas inerte (Nitrógeno)

FORMAS TÓXICAS DE OXÍGENO

Especies de oxígeno altamente reactivas

O● (1/2 O2) electrones en núcleo altamente reactivos

Microorganismos usan carotenoides forma no tóxica

O2-

H2O2 subproductos de respiración aerobia

OH● generados por transportadores

SUPERÓXIDO Oxida C orgánicos

Peróxido hidrógeno Oxida C orgánicos; menos reactivo que O2-

OH● Más reactivo Oxida C orgánico

Generado por radiaciones ionizantes

FORMAS REACTIVAS DE OXÍGENO

ENZIMAS

Catalasa

H2O2 + H2O2 H2O + O2

Peroxidasa

H2O2 + NADH + H+ 2H2O + NAD+

SUPEROXIDODISMUTASA (SOD)

O2- + O2- + 2H+ H2O2 + O2

SOD / CATALASA

4 O 2 + 4H+ 2H2O + 3 O2

SUPEROXIDO REDUCTASA (SOR)

O2- + 2H+ + citocromo creducido H2O2 + citocromo c oxidado

AEROBIOS

FACULTATIVOS

PROCARIOTES ANAEROBIOS SOR

EUCARIOTES PEROXISOMAS

LISOSOMAS

SOD / CATALASA