1. introdução aumento em tamanho da população aumento no número de células aumento da massa...

1

Introdução Aumento em tamanho da população Aumento no número de células Aumento da massa celular

Duplicação Fissão binária Tempo de geração Curva do crescimento microbiano

2

Crescimento Microbiano Fonte de carbono Energia Aceptor de elétrons Doador de elétrons H2O

3

Crescimento Microbiano Nutrientes orgânicos: aminoácidos, vitaminas, purinas e

pirimidinas Nutrientes inorgânicos: macro e micro Condições ambientais: pH, temperatura, potencial hídrico,

condutividade, pressão, potencial redox, superfície para crescimento

4

Grupos nutricionais Fotoautotróficos: luz é energia para sintetizar ATP, e CO2 é fonte de

C para sintetizar compostos orgânicos (bactérias fotossintéticas, cianobactérias, algas, etc.)

Fotoheterotróficos: luz é energia para sintetizar ATP, mas o C é obtido em formas orgânicas mais complexas

5

Grupos nutricionais Quimioautotróficos: energia obtida pela oxidação de compostos

inorgânicos como H2S, NH3, e Fe2+, e CO2 como fonte de C (bactérias

que oxidam S, bactérias nitrificadoras, bactérias que oxidam H2, bactérias que oxidam Fe)

Quimioheterotróficos: energia e C obtidos de moléculas orgânicas complexas

6

Fatores que afetam o crescimento Fatores químicos:

pH: neutrófilos – pH ≈ 7.0 acidófilos – pH < 7.0 alcalófilos – pH > 7.0

Importância:• Atividade enzimática

• Conformação protéica

• Disponibilidade de metais e elementos orgânicos

7

8

Fatores que afetam o crescimento Fatores químicos:

O2: Aeróbicos obrigatórios Anaeróbicos obrigatórios Anaeróbicos facultativos Microaerófilos Aerotolerantes

Importância:• Respiração

• Reações de óxido-redução

• Atividade enzimática

9

aeróbios anaeróbios anaeróbios microaerófilos anaeróbios obrigatórios obrigatórios facultativos aerotolerantes

10

Fatores que afetam o crescimento Fatores químicos:

Capacidade de troca de íons: Importância:

• Disponibilidade de nutrientes

• Ligações substrato-microrganismo

• Defesa

• Atração de íons

11

Fatores que afetam o crescimento

Fatores físicos: Temperatura:

Psicrófilos: - 5 C a 20 C Mesófilos: 20 C a 50 C Termófilos: 50 C a 80 C Termófilos extremos: acima de 80 C

Importância:• Respostas enzimáticas

• Respostas a choques térmicos

• Razão de crescimento

12

13

14

15

16

17

• Estratégias de adaptação às altas temperaturas– membranas

– ácidos graxos

– proteínas– tipo de aminoácido

– velocidade de renovação das células

» Taq polimerase (Thermus aquaticus)

– ácidos nucléicos– maior concentração de C≡G

Fatores que afetam o crescimento

18

Fatores que afetam o crescimento Fatores físicos:

Pressão osmótica (NaCl): Halotolerantes Halófilos Halófilos extremos

Pressão hidrostática Barotolerantes Barófilos

19

20

Habitat de Archaea:Great Salt Lake, Utah, EUA

Halofílicas extremas

21

Halofílicas extremas

Evaporadores na Baía de São Francisco, Califórnia, EUA22

Lago Hamara, Wadi El Natroun, Egito Na2Co3

23

Fatores que afetam o crescimento Fatores físicos:

Textura do substrato Estrutura do substrato Porosidade do substrato Agregação do substrato Água do substrato

24

Fatores que afetam o crescimento Fatores biológicos:

Fauna e o substrato Ingestão Ciclagem de nutrientes Composição da comunidade

Interações microbianas Neutralismo Comensalismo Sinergismo Mutualismo

Biodisponibilidade Adsorção Solubilidade Especiação química

Competição Amensalismo/Antagonismo Parasitismo Predação

25

Crescimento microbiano

26

Crescimento microbiano

• Expressão matemática do crescimento – progressão geométrica do número 2:

• 1 2 4 8 16 32 ......... X

• 2º 21 22 23 24 25 ......... 2n

27

28

29

Crescimento microbiano

• Tempo de geração: tempo necessário para a divisão das células– depende da espécie e das condições de crescimento

• g = t/n, onde:– g = tempo de geração

– t = tempo de crescimento

– n = número de gerações dentro de um tempo t de crescimento

30

Crescimento microbiano

• A relação entre o número de células e de gerações pode ser expressa em uma série de equações matemáticas:– sendo a população inicial = N0

• 1ạ geração = 2N0

• 2ạ geração = 2 x 2N0 = 22 x N0

• 3ạ geração = 2 x 22N0 = 23N0

• nạ geração = 2nN0

população final (N) = N0 x 2n (1)31

Crescimento microbiano

• A relação entre o número de células e de gerações pode ser expressa em uma série de equações matemáticas:– sendo a população inicial = 10

• 1ạ geração = 2 10 = 2

• 2ạ geração = 2 x 2 10 = 22 x 10 = 4

• 3ạ geração = 2 x 22 10 = 23 10 = 8

• nạ geração = 2nN0

população final (N) = N0 x 2n (1)32

Fases de crescimento: lag, exponencial (log), estacionária, declínio

Curva de crescimento Microbiano

33

Medidas do crescimento

• Medidas diretas– Contagem de células totais

• Câmaras de Petroff-Hausser e de Neubauer

• Contagem dos viáveis

34

Medidas do crescimento

Contagem microscópica direta: Câmara de Petroff-Huasser

35

Medidas do crescimento

Contagem dos viáveis

36

Contagem dos viáveis utilizando atécnica das diluições em série

37

Medidas do crescimento

• Medidas indiretas– Turbidez

38