Catalase= quebra peróxido de hidrogênio, H2O2 em água e oxigênio
Peroxidase= converte H2O2 + água a NAD e O2
pH: concentração de íons H+
Grupo Faixa de pH Exemplo
Acidófilos < de 7,0 Thiobacillus thioxidans
2,0-3,0
Neutrófilos = de 7,0 Staphylococcus aureus
7,0- 7,5
Alcalifílicos > de 7,0 Nitrobacter spp.
Distribuição de alguns microrgansmos, de acordo com o pH
pH Mínimo, Ótimo e Máximo para o crescimento de alguns procariotos
Organismo pH mínimo pH ótimo pH máximo
Thiobacillus thiooxidans 0.5 2.0-2.8 4.0-6.0 Sulfolobus acidocaldarius 1.0 2.0-3.0 5.0 Bacillus acidocaldarius 2.0 4.0 6.0 Zymomonas lindneri 3.5 5.5-6.0 7.5 Lactobacillus acidophilus 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8 Staphylococcus aureus 4.2 7.0-7.5 9.3 Escherichia coli 4.4 6.0-7.0 9.0 Clostridium sporogenes 5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0 Erwinia caratovora 5.6 7.1 9.3 Pseudomonas aeruginosa 5.6 6.6-7.0 8.0 Thiobacillus novellus 5.7 7.0 9.0 Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3 Nitrobacter sp 6.6 7.6-8.6 10.0
Variantes quanto a Temperatura
Categoria MínimaTemperatura ( C)Média ⁰Máxima Exemplos
Psicrófitos 0 10-15 < de 20 Flavobacterium spp. Mesófilos 10-15 30-40 < de 45 Escherichia spp. Termófilos e
Temperatura:
Todos os microrganismos apresentam uma faixa de temperatura onde desenvolvem-se plenamente. Nesta faixa de temperatura podemos determinar as
temperaturas mínima, ótima e máxima (temperaturas cardeais), para cada microrganismo.
Mecanismos de termoestabilidade nas proteínas
composição de aminoácidos:
substituições de glicina por alanina e lisina por arginina;
> número de aminoácidos carregados; mutações glicina prolina;
> número de aa aromáticos e hidrofóbicos. pontes dissulfeto:
Estabilizam no máximo até 100⁰C;
Interações hidrofóbicas, adição de grupos metil durante o enovelamento das proteínas; Interações aromáticas
Pontes de hidrogênio e pares iônicos.
Ligações a metais e modificações pós-traducionais: Íons metálicos;
glicosilação
aumento no teor de bases G-C no DNA.
Mecanismos de termoestabilidade nas proteínas
arqueas apresentam fitanol na membrana plasmática.
arqueas apresentam cadeias de hidrocarnbonetos conectadas ao glicerol por ligações tipo éter=
Aumenta estabilidade química e resistência a hidrólise
arqueas apresentam alto teor de ácidos graxos saturados.
Interações com cofatores: Cálcio, Magnésio, e poliaminas que ajudam a estabilizar o complexo ribossomo-tRNA e ribossomo-mRNA.
psicrofilos x psicrotolerantes
adapoção moleculares a psicrofilias
enzimas adaptadas ao frio não plenamente elucidadas Geralmente
enzimas nao inativadas por frio tem mais alfa-helice do que folhas beta ( alfa-helice são mais flexiveis que folhas beta …)
maior numero de aminoacidos polares ..
menor quantidade de aminoacidos hidrofobicos (maior flexibilidade em baixa temperatura... )
psicrofilos x psicrotolerantes
nos organismos
transporte ativo ocorre normalmente a baixas temperaturas
membrana apresenta elevada quantidade de ac graxos insaturados ... facilita o estudo semifluido da membrana em temperaturas baixas..) (se fosse ac graxos saturados a membrana teria a consistencia de cera..)
algumas psiccrófilas tem acidos graxos poliinsaturados ... contendo multipals ligações duplas
bacteria da Antartida
Crescimento:
Pode ser definido em:
-aumento do tamanho dos microrganismos
- aumento do número de células microbianas em uma população
Crescimento exponencial::
padrão de crescimento microbiano segundo o qual o número de células duplica em determinado intervalo de tempo
Algumas definicões:
Taxa de crescimento:
alteração do número de células ou massa celular por unidade de tempo
Tempo de geração ou tempo de duplicação:
tempo requerido para uma população bacteriana dobrar ou duplicar
A maioria das bactérias se proliferam por divisão binária produzindo duas células filhas Ácidos nucléicos Proteínas Lipídeos polissacarídeos 1 Tempo de Geração 2
Aumento no número de células que ocorre no crescimento exponencial é uma progressão geométrica do número 2
1 2
20min 20min 4 20min 8
N= N
0.2
nOnde n= número de gerações
N=1.23
21 22
Quando 2 células se duplicam e formam 4:
22 23
Quando 4 células se duplicam e formam 8:
E assim por diante…..
23 24 25 26 2n Progressão geométrica
Logo existe uma relação direta entre o número de células presentes Inicialmente na cultura e após o período de crescimento logarítmico
Fórmula para expressar o crescimento exponencial: N=N0 x 2n
N= número final de células N0= número inicial
n=número de gerações que ocorreram durante o período de
- Sabendo-se de o tempo de geração de E. coli é de 20 minutos, partindo-se de uma única célula quantas células bacterianas serão obtidas após 1 hora de cultivo?
R: Em 1 hora de cultivo (60 minutos) teremos 3 gerações (n=3) Então: N= No.2n
N= 1.23
N= 8
1 hora
2 horas R: Em 2 horas de cultivo (120 minutos) teremos 6 gerações (n=6)
Então: N= No.2n N= 1.26
N= 64
Em 48 h … ?
Em 48 h …
2.2301e+43 cel 4000 x o peso da terra
Em 4 dias …
4.9732e+86 células
Curva de crescimento (cultura descontínua)
Quando uma cultura microbiana desenvolve-se em um sistema fechado, pode-se confeccionar uma curva de crescimento.
Esta pode ser dividida em diferentes etapas: lag, log, estacionária e de declínio.
Sistema fechado: nenhum novo nutriente é adicionado e nenhum produto de excreção Metabólico é removido
Curva de Crescimento
A
D B
C
Fases da Curva de Crescimento de bactérias:
- Fase Lag - Fase Estacionária - Fase Exponencial ou Logaritmica (Log) - Fase de Declínio
A C
Fase lag
-Fase de adaptação
-Transporte de nutrientes para dentro da célula -Síntese de proteínas necessárias para divisão -Síntese de DNA
-Aumento de tamanho de microrganismos, mas não ocorre divisão
Fase logarítmica, exponencial ou Log
-Fase de divisão intensa, ativa
-Influenciada por condições ambientais
Fase estacionária
-Células param de crescer (escassez de nutrientes)
-Acúmulo de substâncias tóxicas secretadas pela bactéria ou liberadas por lise da bactéria
-Em alguns microrganismos se observa crescimento lento
Fase de declínio ou morte
-Esgotamento total do meio
-Meio pobre em nutrientes e rico em substâncias tóxicas -Bactéria começam a morrer
-Número de células viáveis diminui de forma exponencial
Crescimento em culturas contínuas:
Técnica muito usada nos processos industriais de obtenção de produtos microbiológicos.
Nestes casos, tem-se o interesse em manter as células em fase log ou estacionária. Utilizam-se fermentadores ou quimiostatos, que permitem um crescimento em equilíbrio dinâmico, havendo assim um controle da densidade populacional e da taxa de
crescimento. Estes são respectivamente controlados pela concentração do nutriente limitante (fonte de C ou N) e pela taxa de fluxo (taxa de diluição). Em baixas
concentrações do nutriente limitante, a taxa de crescimento é proporcional à concentração do nutriente (que é virtualmente zero).
Como o crescimento da cultura bacteriana pode ser acompanhado?
1. Contando-se o número de células ao longo do cultivo
2. Acompanhando-se o aumento da turvação ao longo do cultivo 3. Outras possibilidades....