Crecimiento Microbiano

CRECIMIENTO MICROBIANO:

“El crecimiento de células, microorganismos, células vegetales y animales, puede mirarse bajo dos aspectos o tipos de crecimiento reproductivo.

a) Células individuales o población de células en crecimiento sincronizado para estudio del ciclo de vida celular. Procesos en laboratorio.

b) División estocástica de la población, o división al azar.

La división celular se efectúa luego de un aumento en el tamaño de la célula, duplicación del núcleo, división celular, división citoplasmática (salva los organismos cenóticos). De ésta manera una célula da nacimiento a dos células hijas de tamaño idéntico y conteniendo los mismos elementos estructurales y potencialidades.

En el caso de las levaduras, y otros microorganismos, se presenta una variante que es ka gemación o botón. Se forma una pequeña protuberancia que aumenta progresivamente de tamaño, luego se produce la división en el núcleo y migra hacia el botón. Finalmente crece hasta un tamaño suficiente y posteriormente se separa formando otra célula idéntica a la madre. Las células hijas, sin importar el procedimiento de división celular, deben heredar todo el potencial genético y son idénticas.” (1)

CRECIMIENTO EN CULTIVO INTERMITENTE:

CINÉTICA DE CRECIMIENTO DE UN CULTIVO INTERMITENTE:

En este apartado vamos a revisar el estudio de la cinética del crecimiento de microorganismos que crecen en un cultivo realizado en un volumen finito. a esto se le denomina cultivo batch y podríamos traducirlo por cultivo discontinuo por contraposición con el cultivo continuo que desarrollaremos más adelante. El desarrollo de un cultivo discontinuo se ajusta al representado en la siguiente figura:

Fig. 10.3.1-1 Desarrollo de un Cultivo Intermitente

Se pueden distinguir cuatro fases en el cultivo:

(1) La fase logarítmica, en la que el microorganismo se adapta a las nuevas condiciones y pone en marcha su maquinaria metabólica para poder crecer activamente. La duración de esta fase es variable y en general es mayor cuanto más grande sea el cambio en las condiciones en las que se encuentra el microorganismo.

(2) La fase exponencial.

(3) La fase estacionaria, en la que no hay aumento neto de microorganismos, lo que no significa que no se dividan algunos, sino que la aparición de nuevos individuos se compensa por la muerte de otros.

(4) La fase de muerte, en la que el número de microorganismos vivos disminuye de forma exponencial con una constante k que depende de diferentes circunstancias.

En la fase de muerte decimos que el número de microorganismos vivos disminuye exponencialmente. Pero ¿qué es un microorganismo vivo en términos microbiológicos?. Consideramos vivo al microorganismo que puede multiplicarse (dividirse), y muerto al que ha perdido irreversiblemente la capacidad de dividirse. Es importante entender este concepto porque los microorganismos microbiológicamente muertos no tienen por qué estar metabólicamente inactivos.

FACTORES QUE AFECTAN LA RAPIDEZ DE CRECIMIENTO:

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO:

Si [Et] representa la concentración total del microorganismo en una reacción y [ES] es la concentración del complejo microorganismo-sustrato, entonces [Et] - [ES] representa la concentración de microorganismo libre para reaccionar con el sustrato.

Durante una reacción el microorganismo se unirá al sustrato, hasta que todas las moléculas se saturen. Usualmente la concentración de sustrato [S] es mayor que [ES], por lo que no resulta un factor limitante. La razón de formación de [ES] está definida por

[ES] Rate = k1 ([Et] – [ES]) [S]

Mientras que la disociación está definida por

[ES] disociación rate = k –1 [ES] – k2 [ES]

Mientras haya microorganismo disponible, la razón de k1 irá aumentando hasta que se saturen. Si las constantes de reacción y disociación son iguales, la formación del complejo [ES] se mantiene estable al igual que la velocidad de reacción. O sea que la generación del producto se mantiene constante mientras la concentración del sustrato no sea limitante. Esto se definiría como

[ES] = [Et] [S]

[S] + (k2 + k -1) / k1

La velocidad inicial de la reacción está determinada por

v = k2 [ES]

Si definimos KM como (k2 + k -1) / k1 y Vmax como k2 [Et], obtenemos que

v = Vmax [S] / KM + [S]

Esta es la ecuación de Michaelis-Menten.

En un estudio de cinética microbiana se mide la actividad en términos de producto formado por minuto, a distintas concentraciones de sustrato. Si la actividad es graficada en términos de la concentración inicial del sustrato versus el producto generado en un lapso de tiempo (velocidad de reacción), la curva generada es una hipérbole rectangular.

La ecuación que describe todos

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