CRESCIMENTO MICROBIANO Prof. Marcus Covre

Crescimento Microbiano Definição: Crescimento microbiano é definido como o aumento do número de células, e não pelo aumento do tamanho. As bactérias normalmente se reproduzem por fissão binária.

Crescimento Microbiano Reprodução bacteriana O tempo necessário para duas células novas serem originadas a partir de uma que existia anteriormente é chamado de tempo de geração (ou tempo de duplicação). Ex.: E. coli cresce com tempo de geração de 18 minutos. Taxa de crescimento é o tempo de duplicação por hora. Ex.: E. coli com tempo de geração de 18 minutos, apresenta taxa de crescimento de 3,3 duplicações/hora (60 min. Por hora/18 min. Por tempo de geração) A taxa de crescimento e o tempo de geração são altamente dependentes da temperatura.

Crescimento Microbiano Reprodução bacteriana Fissão binária (mais comum) Inicialmente ocorre o alongamento da célula e replicação do cromossomo. A célula forma um septo que a divide em duas, portanto duas células novas são originadas a partir de uma única célula. Brotamento Forma uma pequena região que inicia um crescimento (um broto), que, ao atingir o tamanho aproximado da célula parental, separa-se.

Crescimento Microbiano Fissão binária 4 crescimento da membrana ocorre entre os dois locais de ligação e separa as duas moléculas de DNA.

Crescimento Microbiano Crescimento Exponencial A fissão binária é caracterizada pela formação de duas células filhas a partir de uma célula mãe. Cada geração duplica a cada geração. Resultado é o crescimento exponencial N=2n N é o número de células; n são as gerações.

Crescimento Microbiano Crescimento exponencial Exemplo População inicial 1.000 células Tempo de duplicação 20 minutos 10 gerações Um milhão de células Crescimento na escala logarítmica (log). N = 2n → N = 210 → N = 1.024; 1.024 x 1.000 cél. = 1.024.000 células em 10 gerações = 1.024.000 céls. = 1,02 x 106 céls. = 6,01 log.

Crescimento Microbiano Fases de crescimento Fase de latência (lag) adaptação às novas condições; intensa atividade metabólica, síntese de enzimas e de outras moléculas. Fase exponencial (log) crescimento logarítmico e reprodução celular extremamente ativa. Face estacionária redução dos nutrientes, acúmulo de subprodutos e mudança de pH. Fase de morte células começam a morrer. muitas culturas morrem exponencialmente. Redução drástica dos nutrientes e mudança de pH.

Crescimento Microbiano Crescimento natural e em laboratório Crescimento da colônia Massa de células Não é o mesmo que em ambiente natural Usado para estudar características dos micro-organismos Biofilmes Ambiente natural 10-200 mm de espessura Mistura complexa de micro-organismos Interações e impactos únicos em outros micro-organismos

Exercícios O que é tempo de duplicação? Qual a diferença de taxa de crescimento? Explique a afirmação: os microrganismos crescem exponencialmente. Sob condições naturais, o que geralmente estabelece a taxa de crescimento? Nomeie, em sequência, as fases de crescimento em uma cultura. Explique cada uma delas. Qual a fase de crescimento utilizada pelas industrias alimentícias?

Crescimento Microbiano Requisitos nutritivos de crescimento Nutrientes Carbono açúcares e outros polissacarídeos Oxigênio obtido do ar e M.O. toxicidade do oxigênio peróxido de hidrogênio superóxido radicais de hidroxila Nitrogênio proteínas, ácidos nucleicos, metabólitos Fósforo íons fosfato e grupos fosfato Fatores de crescimento e oligoelementos

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento pH A maioria das bactérias cresce em uma faixa de pH 6 a8; Os fungos em uma faixa de 4 a 5,5; As algas e protozários em 7. acidófilos: requerem baixo pH alcalófilos: requerem alto pH Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Força osmótica elevada força osmótica leva à plasmólise halófilos: resistem a altas concentrações de sais Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Força osmótica elevada força osmótica leva à plasmólise halófilos: resistem a altas concentrações de sais Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Oxigênio Os microrganismos respondem diferentemente a concentração de oxigênio no meio. Aeróbios: crescem na presença de O2. Microaerófilos: crescem em baixas concentrações de O2. Anaeróbios estritos: não toleram O2. Anaeróbios facultativos: crescem tanto com O2 ou sem.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Oxigênio Crescimento microbiano em resposta a concentração de oxigênio: (a) (aeróbios),(b) anaeróbio obrigatório ou estrito, (c) anaeróbio facultativo, (d) microaerófilo, (e) anaeróbio aerotolerante. Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Oxigênio Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento Microbiano Requisitos não nutritivos de crescimento Temperatura Específica para cada organismo Temperatura mínima nenhum crescimento abaixo Máximo nenhum crescimento acima Ótimo Maiores taxas de crescimento

Crescimento Microbiano Microrganismos e faixas de temperatura Termófilos temperaturas mais elevadas 50oC e acima Mesófilos temperaturas moderadas próximo a 37oC Psicrófilos temperaturas mais frias abaixo de 10oC

Exercícios Explique a importância dos fatores químicos e físicos para o crescimento microbiano. Cites os fatores químicos e físicos mais significativos. Defina os termos: temperatura ótima, mínima e máxima de crescimento. Qual o nível de pH para cada grupo de microrganismo? Qual a influência do pH no metabolismo da célula? A adição de nitrogênio e o fosforo em praias apos um derramamento de óleo favorece o crescimento de bactérias que degradam naturalmente o óleo. Explique por que essas bactérias não crescem se o nitrogênio e o fosforo não são adicionados. Um padeiro inoculou acidentalmente uma torta de creme com seis células de S. aureus. Se S. aureus tem um tempo de geração de 60 minutos, quantas células estarão na torta de creme apos sete horas?