Manejo microbiano visando a biorremediação Admir Giachini Departamento de Microbiologia - UFSC.
Microbiologia Geral - Crescimento Microbiano
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Crescimento Microbiano
� Fases de crescimento: lag, exponencial (log), estacionária, declínio
Curva de crescimento
• Expressão matemática do crescimento
– progressão geométrica de quociente 2:
• 1 2 4 8 16 32 ......... X
• 2º 21 22 23 24 25 ......... 2n
• 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
• E. coli: 20 min
• 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 N = N0 x 21
• 2ạ geração N = N0 x 22
• 3ạ geração N = N0 x 23
• nạ geração N = N0 x 2n
população final (N) = N0 x 2n
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• A relação entre o número de células e de gerações
pode ser expressa em uma série de equações
matemáticas:
– sendo a população inicial = 5
• 1ạ geração N = N0 x 21 = 5 x 2 = 10
• 2ạ geração N = N0 x 22 = 5 x 22 = 20
• 3ạ geração N = N0 x 23 = 5 x 23 = 40
• nạ geração N = N0 x 2n = 5 x 2n
população final (N) = N0 x 2n
Crescimento ilimitado
2 a 3 dias – 15000 Kg
Homem – 1800m
Medidas de crescimento
• Medidas diretas
– Contagem de células totais
• Câmaras de Petroff-Hausser e de Neubauer
• Contagem dos viáveis
Contagem microscópica direta: Câmara de Petroff-Hausser
Contagem dos viáveis Contagem dos viáveis utilizando atécnica das diluições em série
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The membrane filtration procedure
Colonies of Bacteria growing on membrane filters
Disadvantages of indirect viable count
• Only living cells that develop colonies that are
counted.
• Clumps or chains of cells develop into single colony.
• colonies develop only form those organisms for
which the cultural conditions are suitable for
growth.
• Medidas indiretas
– TurbidezFatores 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
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Archaea acidofílica – área de mineração ácida (extração de ouro, etc.)
Rochas calcáricas
Vermiculita
� Fatores químicos:
� O2:
� Aeróbicos obrigatórios
� Anaeróbicos obrigatórios
� Anaeróbicos facultativos
� Microaerófilos
� Aerotolerantes
� Importância:
• Respiração e produção de energia
• Reações de óxido-redução
• Atividade enzimática
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aeróbios anaeróbios anaeróbios microaerófilos anaeróbios
obrigatórios obrigatórios facultativos aerotolerantes
� 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:
• Altera as respostas enzimáticas
• Altera as respostas a choques térmicos
• Influencia na razão de crescimento
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Chlamydomonas nivalis
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• Estratégias de adaptação às altas temperaturas
– membranas
– ácidos graxos diferenciados:
• Archaea não tem ácidos graxos nas membranas
(têm hidrocarbonetos C40 com unidades de
isopropeno)
– monocamada lipídica
Monocamada lipídica
Bicamada lipídica
• Estratégias de adaptação às altas temperaturas
– proteínas
– tipo de aminoácido: conferem conformação distinta
(Glu, Lys, Arg)
– velocidade de renovação das células Taq polimerase
(Thermus aquaticus)
– ácidos nucléicos
– maior concentração de C≡G
� Fatores físicos:
� Pressão osmótica (NaCl):
� Halotolerantes
� Halófilos
� Halófilos extremos
� Pressão hidrostática
� Barotolerantes
� Barófilos
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Habitat de Archaea:Great Salt Lake (2460 km2, Utah, EUA
Halofílicas extremas Halofílicas extremas
Evaporadores na Baía de São Francisco, Califórnia, EUA
� Fatores biológicos:
� Fauna e o substrato
� Processos de ingestão
� Ciclagem de nutrientes
� Composição da comunidade
� Interações microbianas
� Neutralismo
� Comensalismo
� Sinergismo
� Mutualismo
� Biodisponibilidade
� Adsorção
� Solubilidade
� Especiação química
� Competição
� Amensalismo/Antagonismo
� Parasitismo
� Predação
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