Fisiología y Genética Microbiana, Universidad Nacional de San Cristóbal

Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga

Facultad de Ciencias Biológicas

Programa Académico de Biología con Especialidad en Microbiología

FISIOLOGÍA Y GENÉTICA MICROBIANA

DOCENTE: Dr. AURELIO CARRASCO VENEGAS Ayacucho-Perú 2023

Laboratorio de Inmunología y Microbiología Clínica "UNSCH"

SISTEMAS DE GESTIÓN DE CALIDAD

Nº de procedimiento: Página x de y

C CAPÍTULO I FISIOLOGÍA MICROBIANA

CAPÍTULO II GENÉTICA MICROBIANA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS

CAPITULO I METABOLISMO MICROBIANO

Generalidades: Conceptos previos. https://youtu.be/ptMSiiDtRLw

METABOLISMO

MEDIO EXTERNO Nutrientes

MEDIO EXTERNO Productos finales-detoxificación

CELULA BACTERIANA

Energía (desarrollo)

ANABOLISMO Energía Biosíntesis- (Funcional) Consumo de energía

CATABOLISMO Liberación de energía

COMPONENTES CELULARES (Estructurales y funcionales macromoléculas .... )

MEDIO EXTERNO Fuentes de energía

CONCEPTOS PREVIOS

Clasificación de los microorganismos según el tipo de nutrición

02

LUZ CO 2 células FOTOAUTÓTROFO

H 2 2+ S Fe 3+ Fe CO2 células QUIMIOAUTOTROFO

LUZ compuestos orgánicos células FOTOHETEROTROFO

Q2 CO compuestos orgánicos células QUIMIOHETEROTROFO

Requerimientos nutricionales para el desarrollo microbiano

NECESIDADES QUIMICAS

Nutriente Fuente de compuesto químico

Carbono Orgánico: glucosa, piruvato ... , peptona, ristona, caseína Inorgánico: CO2, CO3H-

Nitrógeno Orgánico: aminoácidos, bases nitrogenadas Inorgánicos: NH4Cl, (NH4)2SO4, NO3K, N2

Fósforo KH2PO4, Na2HPO4

Azufre Na2, SO4, H2S

Potasio KCl, K2HPO4

Sodio NaCl

Magnesio MgCl2, MgSO4

Hierro FeCl2, Fe(NH4)(SO2)2, quelantes del Fe

Oligoelementos CoCI2, ZnCI2, Na2MoO4, MnSO4, NiCI2 ... otros

FACTORES DE CRECIMIENTO

Vitaminas, Tiamina, biotina, piridoxina, cobalamina, purinas, pirimidinas, aminoácidos acidos grasos

NECESIDADES FISICAS

Temperatura, oxígeno, potencial de hidrógeno, disponibilidad de agua y osmosis, oxidación-reducción luz

Factores ambientales y crecimiento microbiano.

60°℃ Nutrientes Temperatura

Zona de Peligro Temperaturas a las que crecen las bictarise poligcosas

5ºC La refrigeración adecunda por debajo de SP|

pH Tiempo 23456 7 8910 11 124314 Acido Basico Neutro

Disponibilidad de agua

Oxígeno 00

Necesidades físicas: Temperatura

Es uno de los factores ambientales más importantes que influyen en la proliferación y supervivencia de los microorganismos, afectándolos en cualquiera de los dos sentidos. En el crecimiento microbiano se habla de:

• Temperatura mínima, por debajo del cual no se da la proliferación celular
• Temperatura óptima, en la que el crecimiento es más rápido
• Temperatura máxima, por encima de la cual no existe crecimiento.

Los microorganismos pueden crecer en un amplio margen de temperatura, que van desde -12 ℃ hasta > 110 ℃. Por ejemplo Pyrodictium brocki crece una temperatura óptima de 105 ℃.

• Los microorganismos en función a la temperatura pueden clasificarse en: .Psicrófilos o Criófilos
• Psicrófilos estrictos, microorganismos con temperatura óptima de crecimiento de 15 a 20℃ y una temperatura mínima de crecimiento de 0 ℃ o inferior.
• Psicrófilos facultativos, proliferan a 0 °℃, pero tienen una temperatura óptima de crecimiento de 25 a 30 ℃
• Mesófilos
• Microorganismos con temperatura óptima de crecimiento menor de 37 ℃ y una mínima de 15 °℃.
• Termófilos
• Crecen óptimamente a temperaturas por encima de 45 ó 50 ℃.
• Termófilos extremos, poseen una temperatura óptima mayor de 100 ℃
• Termodúricos, bacterias mesófilas que soportan altas temperaturas.

Rangos de temperaturas que permiten el crecimiento de diversas bacterias

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Psicrófilos Termofilos Hipertermófilos

Pyrodictium Gallionelle

Mesófilos Thermus

Termófilos extremos Escherichia coli Sulfolobus ..? = hiper-hipertermófilos?

Necesidades físicas: Aereación

Sin inocular

Aerobios obligados

Micro aerofilos

Anaerobios obligados

Anaerobios facultativos

Necesidad física: pH

• Potencial de hidrógeno. Acidez o alcalinidad (pH) Este parámetro se expresa por su índice de pH. La mayoría de los microorganismos crecen óptimamente a pH de 6.5 a 7.5, aunque existen algunos que toleran rangos de pH ácido y básico.
• Los microorganismos en función al pH pueden clasificarse en:
• Organismos comunes: pH 5 a 9
• Organismos acidófilos: pH menor a 2
• Organismos alcalinófilos: pH mayor a 10 Todos estos microorganismos pueden ser del tipo obligado o facultativo.

Necesidad física: Disponibilidad de agua

Halófilos

• Son capaces de vivir en ambientes salinos
• Halófilos extremos
• Son capaces de vivir en ambientes fuertemente salinos.
• Osmófilos
• Son capaces de vivir en ambientes ricos en azúcar
• Xerófilos
• Capaces de vivir en ambientes muy secos

Necesidad física: REDOX

• Oxidación - Reducción La utilización de energía química en los organismos vivos comprende reacciones de oxidación reducción. Químicamente, una oxidación se define como la remoción de uno o varios electrones de una sustancia. Una reducción se define como la adición de uno o varios electrones a una sustancia. En bioquímica, las oxidaciones y las reducciones suelen comprender la transferencia, no sólo de electrones sino de átomos completos de hidrógeno.

NUMERO DE CELULA 0 RESISTENCIA CRECIENTE

Productos de desecho Nutrientes

Energía para el movimiento transporte de nutrientes, etc

Energía para el desarrollo

Anabolismo Catabolismo

Componentes celulares

Fuente de energía

Glosario de Fisiología microbiana

Arqueobacterias Autotrofos ATP (adenosín trifosfato): Beta caroteno: Catalizador. Carotenoides Células oclusivas: Ciclo de Calvin. Citosol: Cloroplasto: Energía de activación: Enzima Epidérmis Estoma ( Estroma: Eucariotas Evolución Peroxisomas: Quimiósmosis: Mesófilo: Procariotas Tilacoides Transporte de electrones: Vaina fascicular:

Glosario de Genética

ADN (ácido desoxirribonucleico) Alelo Asilomar Cromosomas Crossing over Evolución Número atómico Eucariotas Polímero Gameto Genética Proteínas: Radioactividad Genes Genotipo Haploide Herencia Hipótesis Homólogos: Isótopo Locus Meiosis Monómero Recombinación Replicación Teoría cromosómica de la herencia: Transformación

FASES DEL METABOLISMO

ANABOLISMO

moléculas simples

moléculas complejas

ATP @ wwwhi logia.eduar

ADP + Pi

Intermediario

CATABOLISMO

Molécula - H 2 O2

ADP + Pi ADP + Pi

ATP ATP

Intermediario - H,O @ www.biologia.edu.ar

Molécula + Intermediario - H 2

Ejemplos de metabolismo

Fotosíntesis. Es un proceso por el cual la energía luminosa se transforma en energía química (oxigénica, las cianobacterias al igual que las algas eucarióticas poseen las mismas clorofilas y oxidan el agua a oxígeno gaseoso y anoxigénicas, las bacterias fotosintéticas presentan clorofilas especializadas y no producen oxígeno gaseoso, utilizan como donador de H a sustancias diferentes al agua como el H2S. Bacterias verdes y rojas).

La respiración. Es un proceso por el cual se oxidan las sustancias orgánicas con la consiguiente liberación de energía para ser usada en los procesos de síntesis, genera 38 ATP por moléculas de glucosa (aerobia, cuando el aceptor final de electrones es el oxígeno, formándose consecuentemente agua y anaerobia, cuando el aceptor final de electrones es una sustancia inorgánica como el nitrato o sulfato)

La fermentación. Es un proceso de producción de energía que no implica la cadena de citocromos, es utilizada por las bacterias facultativas y anaerobias obligadas, en este proceso el donador y el aceptor de electrones son compuestos orgánicos y se genera 2 ATP por molécula de glucosa.