Biotecnologia e Enzimologia 02 04

Olá pessoal tudo bem sejam muito bem-vindos a nossa aula 4 da unidade 2 nessa aula nós estaremos estudando sobre o crescimento microbiano então nós já vimos as suas características seu metabolismo o que que precisa para o microorganismo se desenvolver crescer em um meio de cultivo condições adequadas E como que ocorre agora esse crescimento bacteriano como que ocorre essa divisão será que a célula cresce ela multiplica Então como nós comentamos né a célula ela vai se multiplicar e esse ponto é muito importante nos processos industriais Porque a indústria precisa de uma quantidade de célula suficiente microbianas

para produzir os produtos de interesse biotecnológico para que lá no final do processo tem o rendimento adequado do produto Então vamos acompanhar aqui o nosso material então o crescimento microbiano que nós vamos estar estudando como que ocorre então refere-se ao número de células a literatura padroniza pessoal como crescimento mesmo é até estranho a gente falar né crescimento microbiano parece que a célula vai crescer aumentar de tamanho Mas a célula não aumenta tá no é crescimento em relação ao tamanho ela vai se multiplicar ou seja ela aumenta o número de células conforme vai aumentando esse número

as células microbianas aqui especificamente leveduras bactérias vão se acumulando em colônias aqui nós observamos a uma colônia aqui outra colônia colônia de bactéria aqui outras colônias ó isoladas quando o crescimento está muito cheio uma placa que a gente vê placa de Petri com meio de cultivo solidificado a placa cresce assim praticamente confluente né a gente nem observa a colônia isolada porque cresceu muito as colônias ficaram muito aderidas então aqui é só para visualizar e ilustrar um crescimento conforme vai aumentando o número de células as colônias vão se aumentando também e se agrupando E como que

ocorre Esse aumento do número de células ou seja o crescimento bacteriano o crescimento bacteriano vai ocorrer por divisão bacteriana ou seja fissão binária que é o Como ocorre o crescimento bacteriano essa fissão binária o nome já diz fissão binária é que uma célula vai se multiplicar em duas então ela vai se multiplicando aqui por exemplo a gente vê ó uma bactéria de uma única célula temos aqui a membrana plasmática a parede celular da bactéria e o DNA o nucleoide Primeiro as células se alonga e o DNA é replicado É replicado ou seja multiplicado depois a

parede celular e a membrana plasmática inicia a constrição Olha aqui que que vai acontecendo ó já começando a fissão binária depois na terceira etapa as paredes intermediárias elas vão se formando aqui nesse nesse meio aqui entre as os dois materiais genéticos e formando duas cópias completamente separadas de DNA Olha que interessante a partir de uma célula originou duas e assim as células se separam e nós temos duas células bacterianas Então dessa forma ilustra como ocorre essa fissão binária e assim uma célula pode dar origem a duas células bacterianas essa daqui vai dar origem a mais

duas essa mais duas depois essa mais duas e assim por diante Então essa questão binária ela vai ocorrendo a cada tempo a gente chama de tempo de geração que vai ocorrendo para cada célula bacteriana isso vai variar um pouco em relação a uma espécie outra então aqui a gente observa o aumento do número de bactérias aqui por exemplo se eu tenho uma célula esse crescimento se representar ele expressar em uma potência de dois um crescimento exponencial uma célula dois na zero é um que a partir de uma célula aqui vai originar duas dois não é

dois a partir de duas vai originar 4 2 ao quadrado 4 células a partir de quatro vai obter 8 2 na terceira dois ao cubo a partir de 8 16 2 na quarta e a partir de 16 32 células bacterianas então aqui a gente observa o aumento do número de bactérias ao longo de cinco gerações um dois três quatro cinco obtém 32 células bacteriana então lá no meio de cultivo se deseja um crescimento expressivo vai ter que fornecer condições adequadas para o microrganismo para ter esse crescimento ótimo e quais são essas fases já que nós

vimos que a bactéria ela vai se multiplicando se dividindo e aumentando esse número de célula como ocorre esse processo Quais são as fases que constitui o crescimento bacteriano então quando as bactérias são inoculadas ou seja elas são colocadas adicionadas a gente vai usar o termo inoculada Ok é quando nós adicionamos um inóculo em um meio de cultivo ou seja adiciona a bactéria o microorganismo no meio de cultivo meio líquido que contém água e os nutrientes a população depois se você colocou o microorganismo vai fazer uma contagem dessa bactéria é intervalos regulares A cada 30 minutos

a cada hora por exemplo esse crescimento é possível ser representado em uma curva de crescimento onde se nós observarmos aqui o emagrecimento logarítmico aqui o log do número de bactérias em relação ao tempo de cultivo dessas bactérias nós vamos observar que ocorrem quatro etapas principais iniciando na fase lag log fase estacionária e a fase de morte Então a partir do momento inoculamos o microorganismo em um meio de cultivo líquido faz a primeira Contagem lá vai ocorrer a fase lag que a atividade aqui de preparação intensa para o crescimento da população porém não é um aumento

da população aqui é somente uma fase inicial Preparatória o microrganismo foi colocado no meio de cultivo está em uma fase de adaptação para o consumo dos nutrientes depois vem a fase log nessa fase é o que dá maior impulso ali é a fase logarítmica ou exponencial que ocorre um grande aumento que a gente vê da população então o crescimento é devido à reprodução Olha que interessante aqui ó onde vai ocorrer a fissão binária já as leveduras Olha é por mitose que vai ocorrer essa multiplicação Então nesse momento vai ocorrendo 2 4 8 16 32 e

assim por diante porém chega o momento que essa ficção essa divisão essa reprodução ela vai entrando numa fase estacionária que entre um período de Equilíbrio as mortes são equilibradas com a produção de novas células porque nesse momento também a bactéria já consumiu bastante o substrato já começou a produzir metabólitos de interesse nesse meio e assim então já vai ocorrendo um equilíbrio ali para células que vão ser geradas e as células que vão entrar para a fase de morte que vem a próxima etapa Então se deixar muito tempo ali esse micro rganismo no meio vai chegar

o momento que esse esse ciclo esse gráfico ele vai de caindo que entra na fase de morte que decresce em uma velocidade logarítmica também aqui já produziu a substância seu metabólitos que não que já completa o seu ciclo de vida da bactéria e quais as aplicações práticas e importantes de nós estarmos aqui compreendendo essas fases do ciclo do crescimento bacteriano primeiramente para a produção de antibióticos lembra lá que nós vimos é já a produção de antibióticos Alguns são produzidos por bactérias sendo interessante conhecer essa fase logarítmica de crescimento da bactéria então sempre antes de um

processo biotecnológico o biotecnólogo profissional que está trabalhando no processo lá na indústria vai realizar primeiro que o conhecimento da característica do crescimento desse microrganismo qual é a temperatura o PH as condições que vai favorecer o seu ótimo crescimento então entra na área também da biorremediação para a indústria alimentícia produção de ácido lático a partir de um produto bebida iogurte produção de bebidas vinho produção de bebidas alcoólicas produção de biomassa para biocombustíveis também aqui um tema bem interessante também atual o uso de biomassa para os biocombustíveis que entra nessa parte também da sustentabilidade quando a gente

fala bastante pessoal de sustentabilidade a gente tem que pensar que essas indústrias buscam o mínimo de impacto possível no ambiente e também aqui fatores que afetam a fase logarítmica como nós já vimos lá os fatores que afetam o desenvolvimento microbiano que é importante para o seu crescimento e aqui principalmente falando da fase log que é onde tem a maior intensidade da divisão binária do crescimento bacteriano então tem nutriente ali disponível esse meio de cultivo ele está adequado para o seu desenvolvimento condição de PH tem algumas bactérias que conforme ela vai sendo cultivada vai ocorrendo o

seu desenvolvimento no meio o PH vai se alterando ou ele vai ficando mais ácido ou mais alcalino então para isso precisa de ajustes durante o processo para evitar que o PH se torne exibidor do crescimento microbiano e assim aquele processo não vai ter um rendimento que se espera temperatura do ambiente tem manter uma temperatura constante daquele processo presença de inibidores também se tem algum componente químico no meio ou se a bactéria começa a produzir alguma substância que acaba inibindo ela próprio Então deve ter todo esse controle no meio reacional nos Bio reatores nós vamos ver

que tem todos os compartimentos para esse controle para evitar que ocorra a interferência na produção das substâncias de interesse e conhecendo então o microorganismo a sua característica as suas os fatores que afetam o crescimento o inóculo ele deve ser preparado então inóculo é quem é aquela suspensão de micro-organismo que vai ser preparada para adicionar em um meio de cultivo num processo biotecnológico e geralmente esses microrganismos eles vão ser armazenados lá no laboratório da indústria para garantir A Conservação da Cepa viável e evitar assim as mutações porque imagina nós temos lá uma indústria de etanol ou

uma indústria de alimentos que utiliza uma determinada Cepa Cepa é uma espécie microbiana por exemplo seja um fungo ou seja uma bactéria bolor ou levedura ou bactérias Então nesse caso essa seta essa espécie microbiana vai ser armazenada para sempre ser utilizada nesse processo para que os produtos biotecnológicos tenham padrão adequado porque se essa Cepa é guardada em condições inadequadas ou mesmo assim ela pode ocorrer uma mutação depois vai que essa Cepa começa a parar de produzir a substância de interesse isso a gente observa bastante nas cepas de Laboratórios porque aqui quando a gente fala em

biotecnologia pensando não tanto na área industrial mas também na área da pesquisa pensando na área da pesquisa nos institutos de pesquisa nos Laboratórios por exemplo a Cepa agrobactéria radiobacter ela é uma seta que bacteriana que produz a sucinão glucana que é uma espécie de uma substância que dá viscosidade nos alimentos Então essa essa substância é de interesse na indústria de alimentos na indústria de cosméticos e essa bactéria bacter quando armazenada se por muito tempo sem estiver estar nas suas condições adequadas ela começa a ocasionar uma mutação aí quando vai utilizar para produzir a substância de

interesse sucinóculo que é como se fosse aquele gel de interesse ela acaba não produzindo em um bom rendimento Então nesse caso o experimento o Instituto de Pesquisa ou a indústria acaba perdendo na rentabilidade ali do processo e por isso que é importante então a preservação do inóculo como que pode ser preservado por transferência periódica para novos tubos contendo meio de Cultura sólido inclinado depois armazenado embaixo a temperatura essa técnica pode levar ao aumento da taxa de mutação e a seleção de mutantes mais resistentes então geralmente nessa transferência periódica deve sempre fazer uma análise de microscopia

coloração de para verificar se a bactéria está com a colônia pura também não está contaminada porque se estiver contaminada interfere no processo manutenção em óleo mineral em tubo inclinado contendo uma cobertura com óleo mineral congelamento Essa é a forma que é mais utilizada geralmente nas indústrias é congelada em Ultra freezer a menos 80 graus Celsius Porém para a célula não desidratar por causa do efeito do congelamento é adicionado glicerol o glicerol ele permite a hidratação nas células então Aqui ó pode ocasionar danos estruturais Porém quando reativa deve ser feito um teste primeiro dessa bactéria se

ela está em condição adequada e a utilização também pode ser realizado que é a remoção da água por sublimação então é uma desidratação do microorganismo mas não passa por o efeito de temperaturas altas é Ou seja é congelado aquela solução com microrganismo e depois é evaporado por um processo a vácuo ali a utilização a gente consegue armazenar por longos períodos Porém quando vai utilizar deve hidratar fazer a ativação do microrganismo passar para o meio de cultivo líquido padronizar até utilizar para o experimento outro método secagem acaba não sendo muito utilizado mas geralmente em papel filtro

estéreo é usado em secador não é muito utilizado na indústria e o Ultra congelamento com nitrogênio líquido também é utilizado que permanece por vários anos mas as duas técnicas mais usadas é congelamento e ali ofilização então é que nós vimos nessa aula indo para a finalização a importância então de conhecer como que ocorre a multiplicação microbiana e as condições para sua manutenção obrigado pela companhia e aguardo vocês em nossa próxima aula até mais [Música]