Meios de cultura

UNIVÉRTIX
CURSO AGRONOMIA
MICROBIOLOGIA DO SOLO
NUTRIÇÃO MICROBIANA
PROFESSORA: MARIA LITA
Nutrição microbiana
Quais os Componentes necessários às
células?
Quais os Meios de cultura?
Quais as Condições ambientais?
Introdução
Nutrição de microrganismos
→ Nutricionalmente são os mais versáteis
e diversificados
→ Alguns podem viver
substâncias inorgânicas
com
poucas
→ Outros são tão exigentes quanto o
homem
INTRODUÇÃO
De todos os organismos vivos, os micror
anismos são os mais versáteis e diversific
ados em Suas exigências nutricionais.
Todos os organismos vivos compartilha
em algumas necessidades nutricionais
em comum
-carbono
-nitrogênio
- água
Introdução
Para caracterizar suas propriedades (morfológicas,
fisiológicas e bioquímicas) é necessário o cultivo em
laboratório:
- Cultivo in vitro: se conhece as exigências
nutricionais
- Cultivo in vivo: não se conhece as
exigências nutricionais
Exemplo
de
microrganismos
que
precisam
hospedeiro para ser cultivado:
-
Mycobacterium leprae (causador da hanseníase)
- Glomus clarum (fungo simbionte)
de
Necessidade de meios de cultura adequados
Para o cultivo laboratorial (in vitro) são utilizados meios de
cultura que simulam e até melhoram as condições naturais.
Os elementos químicos principais para o crescimento das
células são denominados macronutrientes (C, N, H, O, S, P).
O carbono é um dos elementos mais importante para o
crescimento microbiano.
Com exceção para CO2, os compostos
orgânicos são os que contém carbono
Macronutrientes: Necessários em grande quantidade.
Tem papel importante na estrutura e metabolismo
Micronutrientes:
-
Necessários em quantidades mínimas.
Funções
enzimáticas
e
estruturais
biomoléculas
C
N
H
P, S, K, Na ...
célula
Matéria seca
Água
das
Componentes necessários às células
Macronutrientes
Fonte de carbono:
- Compostos orgânicos (microrganismos heterotróficos):
carboidratos
lipídeos
proteínas
- Dióxido de carbono (microrganismos autotróficos):
É a forma mais oxidada do carbono, assim a fonte de
energia deve vir da luz ou de outros compostos
inorgânicos.
Fonte de Nitrogênio
- É elemento necessário em maior
quantidade depois do carbono, cerca de
12 %.
(constituinte das proteínas, ácidos
nucléicos, etc.)
moléculas orgânicas (aminoácidos,
peptídeos)
moléculas inorgânicas
A capacidade de algumas bactérias em
utilizar o nitrogênio atmosférico (FBN) é
(NH3, NO3-, N2)
de fundamental importância para a vida
de todos os seres.
Componentes necessários às células
Hidrogênio:
- Principal elemento dos compostos orgânicos e de
diversos inorgânicos (água, sais e gases)
Função:
Manutenção do pH
Formação de ligações de H entre moléculas
Fonte de energia nas reações de oxi-redução na
respiração
Oxigênio:
Elemento
comum
encontrado
nas
moléculas
biológicas
(aminoácidos,
nucleotídeos, glicerídeos)
É obtido a partir das proteínas e
gorduras.
Na forma de oxigênio molecular (O2), é
requerido por muitos para os processos
de geração de energia.
Componentes necessários às células
Outros macronutrientes:
P – Síntese de ácidos nucléicos, ATP
S – Estabilidade de aminoácidos, componente de
vitaminas
K – Estabilidade dos ácidos nucléicos, bomba de
Na/K
Mg – Estabilidade dos ribossomos
Ca
–
Estabilidade
da
parede
termoestabilidade de endósporos
celular
e
Componentes necessários às células
Na – Requerido em maior quantidade por
microrganismos marinhos. Bactérias halofílicas
extremas não crescem com menos de 15 % de
sal.
Fe - Papel-chave na respiração, componente
dos citocromos e das
no transporte de elétrons
proteínas envolvidas
Componentes necessários às células
Micronutrientes
Metais em quantidades muito pequenas (traços) na
composição de um meio de cultura:
Zn, Cu, Mn, Co, Mo e B
► Exercem função estrutural em várias enzimas (ativação)
- Nem sempre sua adição é necessária
- Meios sintéticos com compostos de alto grau de pureza
e água ultra
pura podem apresentar deficiências desses elementos.
Ex: Mo+6 é necessário para a nitrogenase, a enzima que
converte
o N2 para NH3 durante a FBN.
Água e outros aditivos
Água:
-Componente absolutamente indispensável
(com exceção dos protozoários que englobam
partículas sólidas)
No laboratório de utiliza água destilada, filtrada
e deionizada.
Outros aditivos:
Função
de
aumentar
a
conversão,
evitar
precipitação de íons, controlar a espuma,
provocar inibição, estabilizar o pH:
Quelantes: na autoclavagem ocorre
precipitação dos fosfatos metálicos
a
EDTA, ácido cítrico, polifosfatos.
Inibidores
Ex: produção de ácido cítrico por Aspergillus
niger
Utiliza-se Fosfato e pH < 2 para reprimir o
ácido oxálico
Outros aditivos
Tampões
- Carbonato de cálcio
- Fosfatos
- Proteínas (peptona)
Indutores: a maioria das enzimas de
interesse comercial precisa de indutores.
Ex: celulose induz a celulase
pectina induz a pectinase
amido induz a amilase
Outros aditivos
Antiespumantes:
cultivos
com
aeração ocorre a produção de espuma
Remoção de células, perda do produto,
contaminação
Redução do volume do meio
álcoois,
ácidos
graxos,
silicones,
poliglicóis: reduzem a tensão superficial
das bolhas
Meios de cultura
Soluções de nutrientes para promover o crescimento de
microrganismos.
Não existe um meio de cultura universal, mas
Existem vários tipos meios para diversas finalidades
Para obter sucesso no cultivo de microrganismos é necessário
o conhecimento de suas exigências nutricionais, para que os
nutrientes sejam fornecidos de forma e proporção adequada.
Classes
Quimicamente definidos
purificados, água)
(sais,
compostos
orgânicos
Complexos (utilizam hidrolisados carne e soja, extratos de
levedura, sangue, soro, leite, solo e rúmem de bovino)
Meios de cultura
Meios quimicamente definidos são utilizados
para determinar as necessidades nutricionais
Até 1880 os microrganismos
eram cultivados em meios
líquidos.
Robert Koch introduziu os meios
de cultura sólidos, os quais
permitiram o estudo de espécies
isoladas (culturas puras).
Meio de cultura
solidificado com
1,5 % de ágar.
Controle é um meio mínimo com apenas glicose e sais.
3 isolados bacterianos sendo testados quanto a necessidade de
suplementos orgânicos.
Meios de cultura
Embora não existam meios específicos para todos os
microrganismos, existem centenas de formulações para
inúmeras finalidades.
Alguns são meios gerais: permitem o crescimento de muitas
espécies
Outros são meios específicos: servem para identificação de
espécies, por ex.
Escherichia coli e Shigella sonnei em meio MacConkey
Meios especiais
Meios para anaeróbios: adição de agentes redutores
(tioglicolato de sódio)
Meios seletivos: favorece o crescimento de um tipo
particular
ou
suprime
outros.
Ex.
meio
ágar
verde
brilhante.
Meios diferenciais: para diferenciar microrganismos dentro
de uma cultura mista.
Ex. meio com sangue para distinguir as hemolíticas.
Meios especiais
Meios seletivos/diferenciais:
Ex. Meio McConkey que contém sais de bile e cristal
violeta.
Meios de enriquecimento: se objetiva o aumento de
uma determinada espécie sem inibir as demais.
Ex. isolar bactérias que oxidam fenol, fornecendo
fenol como única fonte de carbono.
Microplacas com diferentes meios de cultura para
identificação de enterobactérias.
Meios de cultura para bactérias
Normalmente imitam o habitat normal
Ex.
Se a bactéria prefere os nutrientes encontrados no
sangue, então o sangue é adicionado no meio de
cultura.
Meio definido para quimioautotróficas
Meio definido para heterotróficas
Meio complexo para heterotróficas
Meios de cultura para fungos
• Todos os fungos são heterotróficos
- Geralmente são utilizados meios ricos contendo grande
variedade de compostos orgânicos providos pela peptona e
extratos de carne ou soja.
- Também são utilizadas maiores concentrações de açúcares
(4%) e pH menor (3,8 a 5,6) do que os meios para bactérias.
- Essa combinação permite inibir o crescimento de bactérias.
Meios de cultura para protozoários
• Os protozoários são heterotróficos aeróbios com exigências
nutricionais complexas
Muitos não são cultivados in vitro.
Os que são necessitam muitos complementos, como emulsões
de tecidos cerebrais, soro fetal, infusão de fígado e células
bacterianas.
Ex: Tetrahymena pyriformis necessita de
um meio contendo 10 aminoácidos,
7 vitaminas e sais inorgânicos.
Tetrahymena pyriformis não é patogênico
mas é utilizado em pesquisas médicas e
biológicas.
Meios de cultura para algas
• As algas utilizam luz como energia, dióxido de carbono, água e
íons inorgânicos solúveis. São fotoautotróficos.
Ao contrário dos meios para bactérias e fungos, existem poucos
meios prontos para algas.
Preparar um meio definido para algas marinhas pode ser muito
trabalhoso, pois muitos sais contidos na água do mar poderão
ser necessários.
Maré vermelha.
Algas que produzem toxinas.
Algas unicelulares