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10/03/2020 1 Crescimento Microbiano Prof. Michellangelo Nunes CRESCIMENTO MICROBIANO 2 ▪ Quando falamos em crescimento microbiano no referimos ao número e não ao tamanho das células. ▪ Os microrganismos em crescimento estão, na verdade, aumentando o seu número e se acumulando em colônias. COLÔNIAS = grupos de células visto a olho nu. 1 2 10/03/2020 2 CRESCIMENTO MICROBIANO 3 Fatores Físicos: temperatura 4 ▪ Cada tipo de bactéria apresenta uma temperatura ótima de crescimento. ▪ Acima do limite, ocorre desnaturação protéica e consequente morte celular. ▪ Temperaturas inferiores levam a uma desaceleração das atividades metabólicas. Efeito da temperatura no crescimento microbiano 3 4 10/03/2020 3 5 Os microrganismos são classificados em três grupos principais, com base na faixa de temperatura que eles preferem: ▪ Psicrófilos (gostam de frio); ▪ Mesófilos (gostam de temperaturas moderadas); ▪ Termófilos (gostam de calor); Fatores Físicos: temperatura 6 Cada espécie cresce a temperaturas mínima, ótima e máxima específicas. ▪ A temperatura mínima de crescimento é a menor temperatura na qual a espécie pode crescer. ▪ A temperatura ótima de crescimento é a temperatura na qual a espécie cresce melhor. ▪ A temperatura máxima de crescimento é a maior temperatura na qual o crescimento é possível. Fatores Físicos: temperatura 5 6 10/03/2020 4 7 Classificação dos microrganismos quanto à temperatura de crescimento. Fatores Físicos: temperatura 0-15ºC Psicrotrófico Ex.: Pseudomonas sp. 20º 20-30ºC 50-60ºC 25-40ºC 80ºC Ambientes terrestres, aquáticos, animais de sangue quente Fontes termais, fendas hidrotermais no fundo do mar 8 ▪ A maioria das bactérias cresce melhor dentro de variações pequenas de pH. ▪ Sempre perto da neutralidade, entre pH 6,5 e 7,5. Fatores Físicos: pH 7 8 10/03/2020 5 Fatores Físicos: pressão osmótica 9 ▪ Capacidade dos microrganismos se adaptar a pressões osmóticas chama-se OSMOADAPTAÇÃO. ▪ Pressões osmóticas elevadas têm como efeito remover a água necessária para a célula. 10 ▪ Halófilos extremos: necessitam dos sais para crescimento (~30%) ▪ Halófilos obrigatórios: dependentes de sais (~15%) ▪ Halófilos facultativos: toleram concentrações de sais (2-10%) Fatores Físicos: pressão osmótica 9 10 10/03/2020 6 Fatores Químicos: oxigênio 11 ▪ O oxigênio pode ser inócuo, indispensável ou letal para os microrganismos, o que permite classificá-las em: 12 Fatores Químicos: oxigênio 11 12 10/03/2020 7 Crescimento de Culturas Bacterianas 13 ▪ As bactérias se reproduzem por FISSÃO BINÁRIA; ▪ Formação de septos na região do mesossomo, que se dirigem da superfície para o interior da célula, dividindo a bactéria em duas células filhas. ▪ A fissão é precedida pela duplicação do DNA, que se processa de modo semi-conservativo, e cada célula filha recebe uma cópia do cromossomo da célula-mãe. ▪ O período da divisão celular depende do tempo de geração de cada bactéria. Fissão Binária (Bactéria) 14 13 14 10/03/2020 8 Tempo de Geração 15 ▪ Para saber o tempo de geração das bactérias, consideraremos somente a reprodução por fissão binária, método mais comum. ▪ Quando o número de células em cada geração é expresso na potência 2, o expoente reflete o número de duplicações (gerações) que ocorreram. ▪ O tempo necessário para uma célula se dividir é chamado de tempo de geração. A maioria das bactérias tem um tempo de geração de 1 a 3 horas; Outras formas de reprodução bacteriana 16 Embora não ocorra reprodução sexuada, pode ocorrer troca de material genético entre as bactérias. Tal recombinação genética pode ocorrer por transformação, conjugação ou transdução. 1) Transformação – incorporação de fragmentos de DNA perdidos por outra bactéria que se rompeu. 15 16 10/03/2020 9 17 2) Conjugação – duas células bacterianas geneticamente diferentes trocam DNA. Isso acontece através do auxílio de tubos proteicos, chamados pili. Outras formas de reprodução bacteriana 18 3) Transdução – moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria para outra usando os vírus como vetores (bacteriófagos). Outras formas de reprodução bacteriana 17 18 10/03/2020 10 Fases de Crescimento 19 ▪ Quando um microrganismo é semeado em um meio apropriado, nas condições apropriadas, o seu crescimento segue uma curva definida e característica. ▪ Há quatro fases de crescimento: a fase lag, a fase log, a fase estacionária e a fase de morte celular. Fase LAG 20 ▪ Durante certo tempo, o número de células muda pouco, pois elas não se reproduzem imediatamente em um novo meio. ▪ Esse período de pouca ou nenhuma divisão pode durar de uma hora a vários dias. Durante esse tempo as células não estão dormentes. ▪ A população microbiana passa por um período de intensa atividade metabólica, envolvendo a síntese de enzimas e outras moléculas. ADAPTAÇÃO AO NOVO AMBIENTE 19 20 10/03/2020 11 Fase LOG 21 ▪ As células começam a se dividir e entram em um período de crescimento, ou aumento logarítmico, chamado fase de crescimento exponencial. ▪ A reprodução celular é mais ativa e o tempo de geração atinge um mínimo constante. Como o tempo de geração é constante, uma representação logarítmica do crescimento durante a fase log gera uma linha reta. ▪ A fase log é o momento de maior atividade metabólica. CRESCIMENTO EXPONENCIAL Fase Estacionária 22 ▪ Se a fase de crescimento continua sem controle, ocorre a formação de um grande número de células. Eventualmente, a velocidade de reprodução diminui, o número de mortes microbianas é equivalente ao número de células novas, e a população se estabiliza. ▪ A causa da interrupção do crescimento exponencial não é sempre clara. O esgotamento dos nutrientes, o acúmulo de resíduos e mudanças no pH danosas à célula podem ser os motivos. PERÍODO DE EQUILÍBRIO 21 22 10/03/2020 12 Fase de Morte Celular 23 ▪ O número de mortes eventualmente excede o número de novas células, e a população entra em uma fase de morte, ou fase de declínio logarítmico. ▪ Essa fase continua até que a população tenha diminuído para uma pequena fração do número de células da fase anterior ou até que a população morra totalmente. REDUÇÃO DO CRESCIMENTO: DECLÍNIO Curva de Crescimento Microbiano 24 23 24
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