Crecimiento de poblaciones bacterianas

2. Mediante la división celular una célula se convierte en dos.
Durante el tiempo transcurrido (tiempo de generación) el número de células y la masa
celular se duplica.
Los tiempos de generación varían entres los diferentes microorganismos
Las bacterias tienen tiempos de generación más cortos que los microorganismos
eucariotas.
El tiempo de generación depende del medio de crecimiento y las condiciones del cultivo

3. Experimento de crecimiento con 1 sola célula, con un tiempo de generación de 30 minutos.
Cada periodo fijo se dobla el número de células Crecimiento Exponencial
Inicialmente el aumento del número de
células es lento y se incrementa con el
tiempo.
Entre las 4 y 4,5 horas la
producción de células es mayor

4. Semilogarítmico: El número de células en escala
logarítmica y el tiempo en escala aritmética.
La función lineal es un indicador inmediato de que las
células están creciendo exponencialmente.

6. n
NN 20
Número final células
Número inicial células
Número de generaciones que ha
ocurrido durante el periodo de
crecimiento exponencial.
g=t/n Tiempo de generación de la población celular exponencial.
t Días, horas y minutos de crecimiento exponencial
Conociendo el número inicial y final de células de una población que esta creciendo
exponencialmente, es posible, calcular n. Conociendo n y t, calcular el tiempo de
generación, g.
n
NN 20
Log N = Log No + n log 2
Log N - Log No = n log 2
301,0
loglog
2log
log 00 NNLogNN
n




)log(log3.3 0NN 

7. Si conocemos n, t se puede calcular g, k y v para diferentes microorganismos creciendo
bajo diferentes condiciones de cultivo.
Es útil para optimizar las condiciones de cultivo de un microorganismo particular.
Para probar el efecto positivo o negativo de algún tratamiento sobre el cultivo bacteriano
Ejemplo: Los factores que estimulan o inhiben el crecimiento se pueden identificar
midiendo su efecto sobre los parámetros de crecimiento.
Si una población celular en crecimiento aumenta de 5*10^6 células/ml a 5*10^8
células/ml en 8 horas, calcule g, n, v y k.

8. En un sistema cerrado o en un medio no renovado.
Denominado cultivo monofásico o en batch
El crecimiento exponencial no puede continuar indefinidamente y se obtiene la típica
curva de crecimiento.
La curva describe un ciclo completo de crecimiento y puede dividirse en distintas fases:
1. Fase lag
2. Fase exponencial
3. Fase estacionaria
4. Fase de muerte.

9. 1. Fase Lag ó fase de latencia
Medio fresco. Es una etapa larga o prolongada dependiendo de la historia del cultivo y las
condiciones de crecimiento.
Si un cultivo exponencial se inocula en el mismo medio y bajo las mismas condiciones de
crecimiento, el periodo de latencia es menor
Si el inoculo se toma de un cultivo viejo y se inocula en el mismo medio, se observa un retraso
aunque todas las células del inoculo sean viables.
Se debe a que las células carecen de componentes esenciales para dividirse y requieren tiempo
para la resíntesis.

10. 1. Fase Lag ó fase de latencia
Hay retraso cuando las células han sido dañadas por
Calor
Radiaciones
Compuestos tóxicos
Las células requieren tiempo para recuperarse y reparar daños
Para que ocurra crecimiento en un medio de cultivo particular, las células deben tener un
equipamiento enzimático completo que permita la síntesis de metabolitos esenciales que no
están presentes en el medio.
Al pasar a otro medio, se necesita tiempo para la síntesis de las nuevas enzimas.

11. 2. Fase Exponencial
Ocurre durante un tiempo que puede ser breve o prolongado en función de los recursos
disponibles y de otros factores.
Las células en esta fase se encuentran en el estado fisiológico más sano, es el estado más
indicado para estudios enzimáticos y estructurales.
La velocidad de crecimiento está influenciada por las condiciones
ambientales
T
Composición
del medio de
cultivo
Características genéticas del organismo

12. 2. Fase Exponencial
Cuánto más pequeñas son las células, presentan mejor capacidad relativa de intercambio de
nutrientes y de productos de desecho en comparación con las células más grandes.
Esta ventaja metabólica afecta notablemente el crecimiento y otras propiedades.

13. 3. Fase Estacionaria
En un sistema de cultivo cerrado (Monofásico, batch). El crecimiento exponencial no se puede
prolongar indefinidamente.
Un nutriente esencial del medio de cultivo se agota y por tanto, limita el crecimiento.
Se acumulan en el medio algunos productos de desecho hasta niveles inhibitorios que hacen
cesar el crecimiento exponencial.
No hay aumento ni descenso neto en el número de células

14. 3. Fase Estacionaria
Funciones celulares como el metabolismo energético y algunos procesos biosintéticos
continúan.
Algunas células crecen, otras mueren Crecimiento críptico.

15. 3. Fase Muerte
Las células finalmente mueren, la muerte va acompañada de lisis celular real.
Las diferentes fases no se aplican a las células aisladas sino a poblaciones celulares.

18. En algunos estudios es deseable que los cultivos se mantengan en un ambiente constante
durante largos periodos.
Por ejemplo, si se está estudiando la síntesis de una enzima particular
Disponer de células en crecimiento exponencial es de gran ayuda
Se logra con Cultivos Continuos
Es un sistema abierto Se mantiene a velocidad constante
Se elimina medio usado con
células
Cuando el sistema está en equilibrio, el volumen, número
de células y estado metabólico permanece constante.
Se mantiene la población en la fase exponencial de crecimiento durante largo tiempo.
Útil en el estudio de una enzima que tiene alta actividad en la fase exponencial.

19. El crecimiento de una población se mide estimando los cambios en el número de células,
en la cantidad de algún componente
-Proteínas
-Ácidos nucléicos
-Peso seco de células
Métodos para medir el crecimiento
1. Recuento del número de células
2. Determinación de la turbidez Medida de biomasa

20. Determinación del número total de células: Recuento Microscópico
Mediante el uso del microscopio se observa y se cuentan las células presentes en un
cultivo o muestra.
Método simple y poco seguro
Recuento de células totales
Puede hacerse en muestras secas sobre portas o en muestras líquidas
Las muestras secas se tiñen para aumentar el contraste entre las células y el fondo.
Las muestras líquidas se emplean cámaras de recuento especiales. Son portas excavados
sobre una superficie de vidrio marcada con una rejilla con pequeños cuadrados de área
conocida. Se puede determinar el número de células por cada unidad de área.

21. El contaje microscópico directo es rápido para conocer el número de células.
Limitaciones
Sin técnicas especiales de tinción no se puede distinguir entre células vivas y muertas.
Las células pequeñas no se puede observar bien.

22. El contaje microscópico directo es rápido para conocer el número de células.
Limitaciones
Es difícil la precisión
Cuando las células no tiñen, se requiere de microscopio de contraste de fases.

23. El contaje microscópico directo es rápido para conocer el número de células.
Limitaciones
El método no es adecuado para suspensiones de baja densidad celular
Las células móviles se deben inmovilizar antes del conteo. Los restos presentes en la muestra
pueden contarse erróneamente como células.