Capitulo 6 - Bioquímica

Chapter 6

Microbial Growth

O crescimento microbiano refere-se ao número de células, não para as variações no tamanho das células. As colónias são acumulações de células suficientemente grandes para serem visíveis sem microscópio.

Requisitos para o Crescimento
Requisitos físicos

Temperatura . A temperatura mínima de crescimento é a mais baixa temperatura à qual as espécies irão crescer , e a máxima é a mais elevada . A temperatura ótima de crescimento é que em que cresce melhor .
Psicrófilas são organismos capazes de crescimento , a 0 ° C. Alguns microbiologistas definir psicrófilas como tendo uma temperatura óptima de cerca de 15 ° de crescimento . Estes geralmente são encontrados em oceanos ou ambientes árticos . Os psicrotrófilos prazo ( ou, por vezes , psicrófilas moderadas ou psicrófilas facultativas ) tem sido proposto para os organismos que crescem bem a temperaturas de refrigeração , mas que têm uma temperatura óptima de 20-30 ° C. crescimento É o termo que será utilizado para os organismos que causam a deterioração refrigerado -food . Mesófilos são os micróbios mais comuns ; suas temperaturas óptimas são de 25 ° a 40 ° C. Termófilos são capazes de crescer a temperaturas elevadas . Muitos têm um óptimo de 50 ° a 60 ° C. Muitas não são capazes de crescimento abaixo de cerca de 45 ° C. Hipertermófilos ( termófilos extremos ) encontram-se entre as archaea e têm uma temperatura óptima de 80 ° C ou mais elevada de crescimento .

pH. A maioria das bactérias crescem melhor em um intervalo de pH próximo da neutralidade estreito, entre pH 6,5 e 7,5. Muito poucos crescer abaixo de pH 4.0. No entanto, muitas bactérias, tais como os acidophiles responsáveis ​​para fermentações de ácidos, são extremamente tolerante de acidez. Um buffer é adicionado às vezes a mídia para neutralizar os ácidos. Exemplos de tampões de fosfato são os sais, as peptonas e os aminoácidos.

Pressão osmótica. Se uma célula microbiana é uma solução em que a concentração de solutos é maior do que o encontrado na célula, a água celular passam através da membrana citoplasmática na direcção da alta concentração de soluto. Durante a perda de água, a membrana citoplasmática colapsa para longe da parede da célula, o que é chamado de plasmólise. Halófilos extremas (às vezes chamado halófilos obrigatórios) são organismos que têm tão adaptadas a altas concentrações de sal (tão alto quanto 30%) de que necessitam deles para o crescimento. Halófilos facultativos não requerem concentrações elevadas de sal, mas que são capazes de crescer em concentrações de sal tão elevados como 15%, que tendem a inibir o crescimento de muitas outras bactérias. Efeitos osmóticos são aproximadamente relacionado com o número de moléculas de um determinado volume de solução. Para um dado peso / volume, por conseguinte, o cloreto de sódio é mais eficaz do que a sacarose. Sob anormalmente baixo (hipotónico) a pressão osmótica, tal como a água destilada, a água tende a entrar na célula.

Requisitos químicos
Carbono. Além da água, o que é necessário, porque os nutrientes devem estar em solução, a fim de ser utilizado, o carbono é um requisito primordial para o crescimento. É a espinha dorsal estrutural de matéria viva. A sua valência de quatro permite que seja utilizado na construção das moléculas orgânicas complexas. Fontes de carbono são o dióxido de carbono ou de materiais orgânicos.

Nitrogênio, enxofre e fósforo. Alguns organismos usam matérias proteicas como fonte de nitrogênio; outros usam íons de amônio (NH4 +) ou íons de nitrato (NO3-). Algumas bactérias e cianobactérias são capazes de usar nitrogênio gasoso (N2) diretamente da atmosfera. Este processo é chamado de fixação de nitrogênio. As bactérias do gênero Rhizobium e Bradyrhizobium, em simbiose com leguminosas, também fixar o nitrogênio. Fontes de enxofre que são iões de sulfato (SO42-), sulfureto de hidrogénio (H2S), e os aminoácidos contendo enxofre. Uma importante fonte de fósforo é o ião de fosfato (PO43-). Azoto e enxofre são requeridos para sintetizar proteínas. ADN, ARN, e ATP requerem azoto e fósforo.

Trace Elements. Os elementos minerais, tais como ferro, cobre, molibdénio e zinco são referidos como elementos vestigiais. Embora às vezes adicionados aos meios de laboratório, eles geralmente são considerados naturalmente presente na água e outros componentes de mídia.

Oxygen . Micróbios que usam oxigênio molecular são aeróbios ; se o oxigênio é uma exigência absoluta , são aeróbios obrigatórios . Anaeróbios facultativos uso de oxigênio quando se está presente, mas continuar o crescimento por fermentação ou respiração anaeróbica quando ele não está disponível. Anaeróbios facultativos crescer de forma eficiente mais aerobicamente do que eles fazem em condições anaeróbias . Anaeróbios obrigatórios são bactérias totalmente incapazes de usar o oxigênio para o crescimento e geralmente acham tóxico. Os átomos de hidrogênio na cadeia de transporte de elétrons pode ser passado para o oxigênio , formando água oxigenada tóxico (H2O2) . Organismos aeróbios geralmente produzem catalase , uma enzima que decompõe o peróxido de hidrogênio em água e oxigênio ; anaeróbios geralmente carecem de catalase . Anaeróbios aerotolerant não pode usar o oxigênio para o crescimento, mas tolerá-lo muito bem. Eles irão crescer na superfície de um meio sólido , sem as necessárias técnicas especiais para o cultivo de menos oxigénio anaeróbios tolerantes . Os exemplos comuns de anaeróbios aerotolerant são as bactérias que fermentam a hidratos de carbono para o ácido láctico , um processo que ocorre em fazer muitos alimentos fermentados . Algumas bactérias são microaerofílica , ou seja, eles crescem apenas em concentrações de oxigênio menor que a encontrada no ar . Eles são aeróbicas , no entanto , no sentido de que eles requerem oxigénio . Eles provavelmente são mais sensíveis aos radicais livres superóxido e peróxidos, que produzem em condições ricas em oxigênio .
Oxigénio tem um número de formas tóxicas .

1. Oxigénio singleto é o oxigênio molecular normal (O2) que tem sido impulsionado em um estado de energia mais elevado e é extremamente reativo.
2. radicais livres superóxido (O2-) são formadas em pequenas quantidades pelos organismos aeróbios; eles são tão tóxicos que a bactéria tem de neutralizá-los com superóxido dismutase. Esta enzima converte os radicais livres superóxido em oxigénio e peróxido de hidrogénio tóxico (que contém o anião peróxido), que por sua vez é convertido em oxigénio e água pela enzima catalase: 2 H2O2 → 2 H2O + O2. Outra enzima que decompõe o peróxido de hidrogênio é peroxidase. Não produz oxigênio: H2O2 + 2 H + → 2 H2O. As bactérias anaeróbias, muitas vezes não é possível neutralizar os radicais livres superóxido que produzem e não toleram o oxigénio atmosférico.
3. O radical hidroxilo (OH?) É formado no citoplasma por radiação ionizante e, como um subproduto da respiração aeróbia. É, provavelmente, a forma mais reativa.