Lecture 1 Flashcards
Características de los microorganismos.
- El 80% de los microorganismos no son cultivables –> identificación por analisis metagenómicos basados en 16S rRNA
- Los cultivos puros son necesarios para conocer las características de la cepa bacteriana –> 2 tipos: definidos (concentraciones de nutrientes conocidas) o mínimos (cantidad mínima de cada nutriente)
- No aplicable a la industria: muy caro y requiere gran cantidad –> por ello se emplean medios complejos no definidos que aprovechan los desechos industriales.
Características de los medios complejos no definidos
- Fuente de C/N: desechos agrícolas o animales (mataderos)
- Fuente de vitaminas: preparaciones crudas de productos animales o vegetales
- Fuente de hierro: compuestos inorgánicos
- Buffer: creta o carbonatos
- Antifoam: manteca o aceites vegetales
Es importante controlar otros factores como:
- Temperatura: si son psicrófilos < mesófilos < termófilos < hipertermófilos
- pH
- Salinidad (halotolerantes < halófilos)
- O2: condiciona los procesos de fermentación
Que son las campanas de anaerobias?
Las campanas anaerobias presentan una cámara de catalizador con pellets de paladio, junto con un sobre generador de gas, concretamente H2 y CO2.
Conservación de las cepas:
- Ultracongelación: N liquido (-196ºC) hasta 15 años
- Liofilización: eliminar el agua en presencia de agente protector
- Secado
Habla acerca de la fermentación:
Se denomina fermentación a cualquier proceso que implique el cultivo en masa de microorganismos para la obtención de productos de interés. Tradicionalmente se han utilizado la fermentación acética, butírica, láctica o alcohólica en la producción de alimentos o bebidas.
Características que necesitamos conocer en la obtención de productos microbianos
Para obtener el metabolito que necesitamos es importante conocer en qué momento del desarrollo se produce, así como en las condiciones que lo hace. No siempre resulta rentable el punto de mayor producción, sino que a veces se escoge aquel donde sea más fácil la purificación. En otros casos, no nos interesa la producción de un metabolito concreto, sino las reacciones que lleva a cabo el microrganismo (biotransformación). También se pueden purificar enzimas microbianas para su posterior uso en procesos industriales.
Ejemplo de la penicilina:
La penicilina es un metabolito primario producido durante el crecimiento de Penicillium sp. justo cuando disminuyen los niveles de lactosa y/o amonio, mientras que aumenta el nivel de biomasa; siendo posible detener la fermentación en el momento necesario para que la producción sea máxima.
Types of Fermenters:
1) Lift-Tube: Density difference of gas bubbles entrained in medium results in fluid circulation
2) Solid-state fermentation: growth of culture without presence of added free water
3) Fixed- bed reactor: microorganisms on surfaces of support material; flow can be up or down
4) Fluidized-bed reactor: microorganism in surfaces of particles suspended in liquid or gas stream-upward flow
5) Dialysis culture unit: waste products diffuse away from the culture. Substrate may diffuse through from membrane to the culture
6) Continuos culture (chemostat): medium in and exceses medium to waste with wasted cells
Why genetic engineering?
Las cepas naturales suelen ser poco productoras, de manera que se requiere la optimización de fermentaciones para que los microorganismos produzcan la mayor cantidad posible del metabolito. Para esta optimización, se pueden controlar las variables del cultivo, como pueden ser la cantidad de nutrientes, el pH, la temperatura o el grado de oxigenación. Sin embargo, es más común la mejora de cepas por generación de mutantes (“strain improvement” → mutate and screen).
Types of genetic engeeniring:
1) Chemycal mutations: base analogs (5-bromouracilo and 2-aminopurina), alquilant, hidroxilant and intercalant agents
2) Physical agents: las radiaciones no ionizantes (UV → dímeros de pirimidina) o las radiaciones ionizates (rayos X → deleción de bases / roturas / entrecruzamientos )
3) Protoplast fusion
Genetic manipulations types:
Cuando la producción no puede ser mejorada por mutagénesis, se puede realizar una transferencia de DNA entre organismos, lo que implica el uso de diferentes herramientas genéticas.
- Ingeniería proteica: mutagénesis sito-dirigida por inserción de secuencias cortas de DNA.
- Biología combinatoria: transferencia de información genética entre diferentes organismos.
- También se puede modificar la expresión génica para obtener cepas de interés industrial.
Complex environments
- Biodegradation
- Biorremediation
- Bioleaching
- Improvement of crop production
