factores físicos
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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 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