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
Nem sempre ...
Graças a sua topoisomerase única :
seu DNA tem supercoil positivo (normalmente vemos supercoil negativos) isso com que se gaste muito mais energia para soltar as fita de DNA.
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 numerod e 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 poli-insaturados ... contendo multiplas ligações duplas
bacteria da Antartida
Thiomicrospira arctica Betaproteobacteria Deltaproteobacteria Gammaproteobacteria Flavobacterium Cytophaga Flavobacterium Psychrobacter Psychrobacter cryohalolentis Psychroflexus tropicus Marinobacter Marinobacter lipolyticus Alphaproteobacteria Caulobacter Proteobacteria Bacteroides Geopsychrobacter electrodiphilus Desulfocapsa sulfoexigens Shewanella fridigimarina Geobacter Geobacter sulfurreducens
Crescimento:
Crescimento:
Pode ser definido em:
-aumento do tamanho dos microrganismos
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 - E após 2 horas de cultivo?
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
-Microrganismos podem ser mantidos na fase log continuamente (caso sejam transferidos para um novo meio antes de antingir a proxima fase)
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
O que para o crescimento ? varios fatores :
exaustão de nutrientes, acumulo de restos metabolicos eliminados, alteração de pH
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....