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Reproducción bacteriana
• Fisión binaria
Una célula se divide en dos después de desarrollar una pared transversa.
Generalmente es asexual aunque en algunas especies puede ser precedida de conjugación.
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Fisión Binaria
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Formación de septo
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Fisión Binaria
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Conjugación Bacteriana
• La transferencia de material genético de una célula a otra requiere contacto real. Se realiza mediante la unión a través de una fimbria sexual (“F”).
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• Las células masculinas F contienen una pieza circular de ADN llamada factor fertilidad o F. Las células femeninas F- carecen de este facto y son receptoras durante la conjugación.
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Otras formas de reproducción bacteriana:
• Esporas
• Fragmentación
• Gemación
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Reproducción de levaduras:
Tomada de:Lim, D. 1998. Microbiology. Mc Graw-Hill. Estados Unidos
Saccharomyces cerevisiae (levadura del pan) se pueden observar algunascélulas gemando.
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Germinación de esporas de hongos
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Crecimiento Apical:
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Crecimiento Apical:
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Crecimiento
• Se define como un incremento ordenado de los principales constituyentes de un organismo.
• Involucra síntesis de estructuras celulares, ácidos nucleicos, proteínas y otros componentes celulares a partir de nutrientes.
• Todos los seres vivos toman nutrientes y excretan productos de desecho.
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Fases de crecimiento.
• Fase lag
Es un período de adaptación, cuando un cultivo de m.o. es llevado de un ambiente a otro.
Los m.o. sufren una reorganización tanto en su velocidad de crecimiento como en sus constituyentes macromoleculares.
Durante esta etapa la masa celular puede cambiar sin cambiar el número de células.
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Fases de crecimiento.
• Fase log ó exponencial
Es un período de balance o de estado estacionario en el crecimiento, durante el cual la velocidad específica de crecimiento es constante.
La composición química del medio de cultivo esta cambiando debido a que los nutrientes se están consumiendo y productos metabólicos son producidos.
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Fases de crecimiento.
• Fase estacionaria
Los nutrientes se agotan y productos tóxicos se acumulan, crecimiento es más despacio con un número de células constante.
La masa total puede permanecer constante pero el número de células puede descender.
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Fases de crecimiento.
• Fase de decaimiento o muerte
Un gran número de células muere. Los nutrientes se agotan y productos tóxicos se acumulan.
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Crecimiento...• Bajo condiciones exponenciales se describe:
dX/dt=X….. (1)
dN/dt=n….. (2)
donde:
X Concentración de m.o. en g/l
N Concentración de m.o. en células/l
t Tiempo
Velocidad específica de crecimiento en h-1 (masa)
nVelocidad específica de crecimiento en h-1 (número)
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Crecimiento... dX/x=dt….(3)
Si la velocidad específica de crecimiento es constante
• lnX2/ lnX1=t….. (4)
La ec. 4 puede ser resuelta para el caso en el cual t=td, el tiempo requerido para X2=2X1
td=ln2/0.693(5)
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La velocidad específica de crecimiento es obtenida a partir de la pendiente de una gráfica de lnX vs tiempo
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Tiempo de generación o duplicación
• Las bacterias generalmente se reproducen por fisión binaria.
• En este proceso una célula crece progresivamente para posteriormente dividirse en dos células iguales.
• El tiempo requerido para que la célula se divide (o para que la población de un organismo se duplique en número) se conoce como tiempo de generación o duplicación.
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Ejemplo de crecimiento exponencialTiempoa Número de
divisiones2n Población
(N02n)
Log10Nt
0 0 20=1 1 0.000
20 1 21=2 2 0.301
40 2 22=4 4 0.602
60 3 23=8 8 0.903
80 4 24=16 16 1.204
100 5 25=32 32 1.505
120 6 26=64 64 1.806
aEl cultivo hipotético comienza con una célula con un tiempo degeneración de 20 minutos
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Número de generaciones• N0=número inicial de la población
• Nt=número final de la población en un tiempo t
• n=número de generaciones en un tiempo t
• Nt= N02n
• logNt= logN0+ nlog2
• n=(logNt- logN0) /log2
• n=(logNt- logN0) /0.301
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Constante de velocidad media del crecimiento (k)
• k es el número de generaciones por unidad de tiempo (generaciones por hora)
• k=n/t=(logNt- logN0) /0.301t
• Si n=1, tiempo medio de generación o duplicación(g)
• Nt= 2N0
• k= (log 2N0 - logN0 )/0.301g
• k=1/g• g=1/k
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Existen diferentes métodos para medir crecimiento:
• Conteo directo al microscopio
• Método del número más probable
• Dilución en placa
• Turbidimetria
• Peso seco
• Actividad celular
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Tiempo de generación o duplicación
• Tdpromedio en bacterias:
15-20’ o bien de 45-60’.
• Tdpromedio en levaduras:
90-120’.
• Tdpromedio en hongos:
60-90’ o bien de 4-8 horas.
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• Crecimiento críptico
Se puede observar durante la fase estacionaria, en la que se produce un medio complejo debido a lisis celular a partir de la cual los m.o. pueden crecer como en etapa exponencial.
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• Crecimiento sincronizado
Son poblaciones de células que están en la misma etapa de crecimiento. Se pierde la sincronía debido a que las diferentes poblaciones no envejecen igual.
El crecimiento sincronizado puede ser obtenido mediante la alteración del ambiente (temperatura,o nutrientes). Por ejemplo: Baja temperatura a que los m.o. aumentan su talla pero no hay división, para después incrementar temperatura a la optima.
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Un quimostato permite mantenerla población microbiana constante.Consiste de un reservorio con medio estéril un regulador de flujo que controla la adición de medio fresco al cultivo. El reservorio del cultivo a su vez tiene paso a otro recipiente que colecta el medio agotado.
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• Ecuación de Monod
Describe la velocidad de crecimiento en relación a la concentración de nutrientes.
max [S/Ks+S]
donde:
Velocidad específica de crecimiento
max Velocidad máxima específica de crecimiento
S Concentración de sustrato
Ks Constante de afinidad del m.o. al sustrato
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Ks
0.5max
max
Concentración de Sustrato
Velocidad específica de
crecimiento
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• Rendimiento celular
Expresa la masa celular obtenida o cantidad de producto por unidad de masa o sustrato consumido
Yx/s = X/S,
Yp/s= P/S,
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