1. 6.Oxígeno
1.1. Clasificación según requerimientos de oxígeno:
1.1.1. 1. Aerobios estrictos:
1.1.1.1. • Necesitan oxígeno para crecer.
1.1.2. 2. Anaerobios estrictos:
1.1.2.1. • El oxígeno es tóxico.
1.1.3. 3. Anaerobios facultativos:
1.1.3.1. • Pueden crecer en presencia o ausencia de oxígeno.
1.1.4. 4. Microaerófilos:
1.1.4.1. • Requieren bajas poco oxígeno (2-10%).
1.1.5. 5. Aerotolerantes:
1.1.5.1. • No usan oxígeno para su metabolismo, pero lo toleran.
1.2. Especies reactivas de oxígeno (ERO):
1.2.1. Generadas durante el metabolismo aerobio:
1.2.1.1. • Radical superóxido (O₂•−) • Peróxido de hidrógeno (H₂O₂) • Radical hidroxilo (OH•)
1.2.2. Enzimas que eliminan ERO:
1.2.2.1. 1. Superóxido dismutasa (SOD): Neutraliza superóxido.
1.2.2.2. 2. Catalasa (CAT): Elimina Peróxido de hidrógeno
1.2.2.3. 3. Peroxidasas (POX): Ayudan a descomponer H2O2
1.3. Efecto del O2 en el crecimiento
1.3.1. 1. Aerobios estrictos:
1.3.1.1. • Crecen solo donde hay alta concentración de O₂.
1.3.2. 2. Microaerófilos:
1.3.2.1. • Crecen solo en áreas con baja concentración de O₂.
1.3.3. 3. Anaerobios estrictos:
1.3.3.1. • No crecen en presencia de O₂.
1.3.4. 4. Anaerobios facultativos:
1.3.4.1. • Crecen en todo el medio, pero mejor en presencia de O₂.
1.3.5. 5. Aerotolerantes:
1.3.5.1. • Crecen uniformemente, sinimportar la presencia de O₂.
1.4. Relación entre enzimas y oxígeno
1.4.1. Aeorobios estrictos y facultativos
1.4.1.1. Tienen SOD y CAT para eliminar ERO.
1.4.2. Anaerobios estrictos
1.4.2.1. Carecen de enzimas para eliminar ERO, por lo que el oxígeno es tóxico.
1.4.3. Aerotolerantes
1.4.3.1. Poseen enzimas para neutralizar ERO parcialmente.
1.5. Extremófilos y sus aplicaciones:
1.5.1. • Psicrófilos:
1.5.1.1. Degradan polímeros a bajas temperaturas.
1.5.2. • Halófilos:
1.5.2.1. Producción de solutos compatibles y surfactantes.
1.5.3. • Termófilos:
1.5.3.1. Producción de enzimas termoestables (amilasas, proteasas).
1.5.4. • Alcalófilos:
1.5.4.1. Utilizados en detergentes y biotecnología industrial.
2. 5.Actividad de agua (aw)
2.1. Definición de aw:
2.1.1. La actividad de agua (aw) mide la cantidad de agua disponible en un sistema y se calcula como la relación entre:
2.1.1.1. • P: • Presión de vapor del agua en el sustrato.
2.1.1.2. • P₀:• Presión de vapor del agua pura.
2.1.1.3. • Valores comunes:
2.1.1.3.1. Agua pura: aw = 1 (toda el agua está disponible).
2.1.1.3.2. • Soluciones saturadas: (p. ej., NaCl): aw < 1 (parte del agua se usa para solvatación de iones).
2.1.1.4. Si aumenta la osmolaridad (concentración de solutos), disminuye aw.
2.2. Clasificación según aw:
2.2.1. 1. Xerófilos:
2.2.1.1. Crecen en ambientes secos, con aw < 0.85.
2.2.2. 2. Xerotolerantes:
2.2.2.1. Toleran condiciones de baja aw, pero no dependen de ellas.
2.3. Mecanismos de adaptación a baja aw:
2.3.1. 1. Acumulación de osmoprotectores (en el citoplasma):
2.3.1.1. • Mantienen el equilibrio osmótico.
2.3.2. 2. Producción de polisacáridos extracelulares:
2.3.2.1. • Retienen agua en el ambiente celular.
2.3.3. 3. Diferenciación celular:
2.3.3.1. • Formación de estructuras resistentes a la desecación (p. ej., esporas).
2.3.4. 4. Membrana celular con permeabilidad restringida:
2.3.4.1. • Impide la entrada de sales y retiene solutos orgánicos necesarios.
3. 4. Concentación de sales
3.1. Mecanismos de adaptación a alta salinidad:
3.1.1. 1. Acumulación de osmoprotectores (solutos compatibles como aminoácidos y polioles):
3.1.1.1. • Protegen enzimas, ácidos nucleicos y membranas.
3.1.1.2. • Previenen daños por congelación, desecación y altas concentraciones de sal.
3.1.2. 2. Enzimas dependientes de sales:
3.1.2.1. Adaptadas a ambientes salinos.
3.1.3. 3. Modificaciones en la membrana celular:
3.1.3.1. Ajustes en su composición para manejar la presión osmótica.
4. 1.Temperatura
4.1. Cada microorganismo tiene 3 temperaturas cardinales:
4.1.1. 1. Temperatura mínima
4.1.1.1. A temperaturas bajas, la membrana pierde fluidez y el crecimietno se detiene
4.1.2. 2. Temperatura óptima:
4.1.2.1. Máxima eficiencia en crecimiento y reacciones enzimáticas.
4.1.3. 3. Temperatura máxima:
4.1.3.1. Desnaturalización de proteinas, colapso de la membrana y cese del crecimiento.
4.2. Los microorganismos se clasifican según su temperatura óptima de crecimiento:
4.2.1. 1. Psicrófilos
4.2.1.1. 15° C(<20°C, crecen a temperaturas bajas).
4.2.2. 2. Psicrótrofos
4.2.2.1. (20-30°C, pero pueden crecer entre 0-7°C).
4.2.3. 3. Mesófilos
4.2.3.1. (37°C, crecen entre 15-45°C).
4.2.4. 4. Termófilos
4.2.4.1. 60°C, crecen entre 45-80°C).
4.2.5. 5. Hipertermófilos
4.2.5.1. (>80°C, crecen a temperaturas muy altas).
4.3. Mecanismos de adaptación:
4.3.1. • Psicrófilos:
4.3.1.1. Células pequeñas con enzimas adaptadas al frío y membranas con ácidos grasos insaturados para evitar la cristalización.
4.3.2. • Termófilos:
4.3.2.1. Protínas termoestables y membranas con ácidos grasos saturados, ramificados y lípidos cíclicos para resistir el calor
5. 2.pH
5.1. La escala es logarítimica, donde cada unidad representa un cambio de 10 veces en la concentración de iones H+. El pH se calcula con la ecuación de Henderson-Hasselbach, que relaciona un ácido y su base conjugada.
5.1.1. Clasificación de organismos según pH óptimo:
5.1.1.1. Acidófilos
5.1.1.1.1. pH óptimo (pHop) entre 0-5.5, crecen en ambientes ácidos.
5.1.1.2. • Neutrófilos:
5.1.1.2.1. : pH óptimo entre 5.5-8.5, crecen en ambientes neutros.
5.1.1.3. • Alcalófilos:
5.1.1.3.1. pH óptimo entre 8.5-11.5, crecen en ambientes alcalinos.
5.1.2. Mecanismos de adaptación:
5.1.2.1. • Acidófilos
5.1.2.1.1. Organismos con pH óptimo de crecimiento 5.5. Mantienen un pH intracelular más alto que el externo mediante el bombeo de protones al exterior, gracias a transportadores dependientes de H+.Su membrana celular tiene transportadores especilaizados y una carga superficial positiva.
5.1.2.2. • Alcalófilos
5.1.2.2.1. Organismos con pHop ≥ 8.5. Mantienen un pH intracelular más bajo que el externo mediante el bombeo de H+ hacia el interior. Sus membranas son impermeables a iones OH- y sus protienas presentan carga superficial negativa.
6. 3.Presión
6.1. Presión Atmosférica
6.1.1. Los microorganismos se clasifican según su presión óptima de crecimiento:
6.1.1.1. 1. Barosensibles o piezosensibles:
6.1.1.1.1. Crecen mejor a presiones cercanas a 1 atm.
6.1.1.2. 2. Piezotolerantes:
6.1.1.2.1. Toleran hasta 600 atm.
6.1.1.3. 3. Barófilos o piezófilos:
6.1.1.3.1. Crecen óptimamente a presiones >500 atm.
6.2. Presión Osmótica
6.2.1. Si una célula está en un medio hipertónico, puede ocurrir plasmólisis (deshidratación y daño a la membrana).
6.2.2. • Osmófilos:
6.2.2.1. Organismos adaptados a ambientes con alta presión osmótica (como alta concentración de azúcar)
6.3. Clasificación
6.3.1. según la concentración de sal (NaCl) óptima:
6.3.1.1. 1. No halófilos: Crecen con ≤0.1 M de NaCl (0-0.6% NaCl).
6.3.1.2. 2. Halotolerantes: Crecen sin sal, pero toleran 0.6-1 M (1-6% NaCl).
6.3.1.3. 3. Halófilos: Necesitan 1.25-4 M de NaCl (6-15%).
6.3.1.4. 4. Halófilos extremos: Crecen con >4 M (15-30%) de NaCl, como ciertas arqueas.