Post on 03-Jul-2020
NOÇÕES DE CULTIVO E METABOLISMO
BACTERIANO
Cultivo de M.O. em condições
laboratoriais
• Todos organismos vivos requerem uma
fonte de energia
Alguns podem utilizar energia radiante – Fototróficos
Alguns dependem da oxidação de compostos
químicos para obter energia – Quimiotróficos
Pré-requisito: conhecimento de
exigências nutritivas e físicas requeridas
Todos organismos vivos requerem
uma fonte de carbono
• Autotróficos - podem usar o CO2 da atmosfera como
única fonte de carbono (bactérias fotossintéticas e
plantas), a partir da qual constrói todas suas
biomoléculas contendo carbono.
• Heterotróficos - não podem usar o CO2 da atmosfera,
obtém carbono a partir do ambiente na forma de
moléculas orgânicas complexas como a glicose (animais
superiores e muitos microrganismos).
Tipos Nutritivos:
Dos Microorganismos FOTOTRÓFICOS:
(luz como fonte de energia)
• As bactérias que utilizam CO2 como fonte de
carbono: fotolitotróficas.
• As bactérias que utilizam compostos orgânicos
como fonte de carbono: fotorganotróficas.
podem utilizar álcoois, ácidos graxos e
aminoácidos, além de outros compostos
orgânicos.
Dos Microorganismos QUIMIOTRÓFICOS:
(oxidam compostos químicos p/ obter energia)
• Quimiolitotróficos - m.o. capazes de oxidar
nitritos a nitratos (compostos inorgânicos) e
fixar o CO2 preenchendo, assim suas
necessidades de energia e de carbono.
• Quimiorganotróficos - m.o. requerem
compostos orgânicos de carbono, dos quais
obtêm energia por oxidação.
As bactérias
fotolitotróficas e quimiolitotróficas
são conhecidas comumente, como
autotróficas
ao passo que as espécies
fotorganotróficas e quimiorganotróficas
recebem a designação de
heterotróficas.
TIPOS NUTRITIVOS DAS BACTÉRIAS
Todos organismos vivos exigem alguma
forma de Nitrogênio
(bactérias – versáteis)
• Podem usar o nitrogênio da atmosfera
• Podem crescer na presença de compostos
nitrogenados inorgânicos
• Podem retirar o nitrogênio das ptns ou de praticamente
qualquer composto orgânico nitrogenado da natureza
As bactérias fixadoras de N2 fixam 193.000.000 toneladas de N2
Todos organismos vivos
necessitam de enxofre e fósforo
• Um grupo usa compostos orgânicos de S
• Outro grupo é capaz de usar compostos
inorgânicos de S
• Outro grupo pode utilizar S elementar
• O fósforo geralmente é suprido sob forma de
fosfatos
Todos organismos vivos exigem vários elementos
minerais para seu desenvolvimento normal
(Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Cu, P, Co, etc.)
Em alguns casos as bactérias requerem apenas
traços destas substâncias, supridos como impurezas
dos demais componentes no preparo do meio
Todas as bactérias exigem vitaminas para
seus processos metabólicos normais
• Algumas sintetizam todas as vitaminas necessárias
• Outras necessitam de vitaminas pré-formadas
Alguns m.o. podem crescer num meio s/
vitaminas, ao lado de outros que exigem uma ou
mais vitaminas ou substâncias similares.
FATORES DE CRESCIMENTO
• Algumas bactérias são incapazes de
sintetizar determinado aminoácido, vitamina
ou outro composto essencial ao seu
metabolismo, necessitando da adição deste
fator de crescimento ao meio de cultivo.
FATORES AMBIENTAIS QUE AFETAM O
CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS
• Além do conhecimento dos nutrientes
apropriados para a cultura das bactérias é,
preciso saber quais as condições físicas
ambientais para o seu melhor desenvolvimento.
• Assim como as bactérias variam no que diz
respeito as suas exigências nutritivas, também
demonstram respostas diversas às condições
físicas do ambiente.
1. TEMPERATURA
• Bactérias psicrófilas são capazes de crescer a
0C ou menos, embora seu ótimo esteja em
temperaturas mais elevadas 15C ou 20C. Diversas
espécies de bactérias isoladas na Antártica podem
crescer a -7C, mas seu desenvolvimento ótimo
ocorre entre 20C a 30C.
• Bactérias mesófilas crescem melhor de 25C a 40C.
• Bactérias termófilas crescem melhor
• entre 45C a 60C.
• O limite de crescimento de algumas bactérias termófilasse estende para a região mesófila recebendo adesignação termófilas facultativas ou euritermófilas.
• Outras espécies do grupo termófilo se desenvolvemmelhor em temperatura acima de 60C, não sedesenvolvendo na faixa mesófila: são chamadastermófilas verdadeiras, obrigatórias ouestenotermófilas.
• Temperatura ótima de crescimento
temperatura de incubação, que possibilita o
mais rápido crescimento, durante curto
período de tempo (12 a 24 horas).
A temperatura ótima de
crescimento pode não ser a
temperatura ótima de outras
atividades celulares.
2. EXIGÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
As bactérias podem ser cultivadas em:
Aerobiose presença de oxigênio.
Anaerobiose ausência de oxigênio.
Bactérias aeróbias estritas são aquelas
que só crescem na presença de oxigênio por
utilizarem este composto como receptor final
de elétrons.
Bactérias anaeróbias facultativas ou apenas
facultativas podem crescer tanto em
anaerobiose como em aerobiose.
• No laboratório é muito simples cultivar
bactérias aeróbias ou facultativas, visto que o
oxigênio está sempre no ar.
Bactérias anaeróbias estritas só crescem
em anaerobiose, sendo inibidas ou mortas na
presença de O2, que não é utilizado em seu
metabolismo.
Bactérias microaerófilas só crescem em
atmosfera contendo concentrações de
oxigênio menores que as encontradas no ar
atmosférico.
• Para a obtenção de atmosferas isentas ou
pobres de oxigênio usamos jarras especiais:
Mas podemos usar técnicas simples também:
Para gerar uma atmosfera pobre em oxigênio ou rica em
CO2 pode-se proceder uma reação química, combinando
o O2 na formação de um novo composto
Pode ser conseguido
pela simples queima
de uma vela
O2 CO2.
Técnica da vela ou Candle jar (Macumba)
Ou mesmo através do uso de comprimidos
efervescentes, liberando CO2
• Indica-se o emprego de meios especiais contendo agentes
redutores, como o tioglicolato que contém um indicador de
presença de oxigênio como o azul de metileno.
• Ou a remoção mecânica do oxigênio de uma jarra,
contendo tubos ou placas com meios inoculados o ar é
aspirado e substituído por nitrogênio, hélio ou mistura de
nitrogênio e dióxido de carbono.
Câmaras de anaerobiose
3. pH
• A grande maioria das bactérias cresce bem em
meios com pH ao redor de 7,0 apesar de muitas
espécies tolerarem variações de pH entre 4,0 e 9,0.
• Os meios de cultura são geralmente tamponados
para evitar mudanças de pH decorrentes da
excreção de produtos do próprio metabolismo
bacteriano.
4. PRESSÃO OSMÓTICA
Meios c/ PO < interior da bactéria (hipotônicos), geralmentenão afetam sua viabilidade, a rigidez da parede celularimpede a entrada excessiva de água. (G -)
Meios c/ PO > que a do interior da bactéria (hipertônicos)causam perda de água intracelular bacteriostático oubactericida.
Obs:Halofílicos suportam uma quantidade maior de sais.
5. OUTROS FATORES
• HALOFILISMO
• Certas bactérias isoladas de salmouras, pacotes de
sal, alimentos e água do mar, chamadas bactérias
halofílicas obrigatórias, crescem apenas quando o
meio contém uma concentração inusitadamente
elevada de sal (10 a 15%). Isto representa uma
resposta à pressão osmótica
• LUMINOSIDADE
• Os organismos fototróficos devem ser expostos a
uma fonte luminosa, pois a luz é sua fonte de energia.
• MICROORGANISMOS
inoculadas em meio adequado
Incubadas sob condições apropriadas
• Aumento do número de células (reprodução)
FATORES NUTRICIONAIS E
AMBIENTAIS IDEAIS
POPULAÇÃO MÁXIMA
Algumas espécies atingem em 24hs
Outras exigem um período mais longo de
incubação p/ alcançar o crescimento máximo
REPRODUÇÃO:
• Alongamento da célula
• Invaginação da PC e migração do
material celular
Processo mais comum e mais importante:
FISSÃO BINÁRIA TRANSVERSAL
• Formação da PC transversa e distribuição
organizada do material celular para as duas
células filhas (ou divisão binária simples)
• desta forma ocorre o aumento populacional
• Separação das 2 novas células se faz em
progressão geométrica
1 2 22 23
24 25 ... 2n
TEMPO DE GERAÇÃO:
• tempo necessário p/ que a célula se divida
• tempo necessário p/ que a população se duplique
O tempo de geração varia de acordo com a bactéria:
CURVA HIPOTÉTICA DO CRESCIMENTO
BACTERIANO
CURVA TÍPICA DO CRESCIMENTO
BACTERIANO
AFase Lag ou inicial (1a estacionária)
População temporariamente inalterada as céls. não estão em repouso ou dormência
As células aumentam no tamanho (além do normal)
• Fisiologicamente são muito ativas podem estar deficientes em enzimas e/ou coenzimas precisam sintetizar.
• No final desta fase as céls. Se dividem e aumentam gradualmente a população até o término da fase.
B Fase Log ou exponecial
Pop. Passa a ter Capacidade de regularmente
As céls. Dividem-se em ritmo cte. e o logarítimo resultante é uma linha reta
O crescimento é máximo nesta fase
A população é uniforme nesta fase
C Fase estacionária (2a) ou Platô
A fase log começa a decrescer (gradualmente)
tendendo para o fim do crescimento.
Atribuída a uma série de circunstâncias:
exaustão de alguns nutrientes
produção de toxinas Espaço
A população permanece cte certo tempo
Resultado do equilíbrio reprodução X morte
D Fase de declínio ou de morte
As bactérias começam a morrer mais rápido do
que a produção de novas células
Ocorre devido ao agravo dos fatores já citados
MEDIDA QUANTITATIVA DO
CRESCIMENTO BACTERIANO
Contagem celular
(contagem direta ao microscópio ou em contadoreletrônico de partículas ou ainda contagem direta)
Determinação da massa celular
(diretamente por pesagem ou aferição do nitrogênioprotéico ( 14%) ou indiretamente por turbidimetria)
Avaliação da atividade celular
(indiretamente pela relação entre o grau de atividadebioquímica e o tamanho da população)
ex: ácido de glicose