Metabolismo microbiano

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Metabolismo Microbiano:  Celula

Organización molecular /Reacciones química-->Formación de estructuras especificas Crecimiento (Replicación)    ------------Metabolismo

Metabolismo Microbiano :Aplicaciones practicas del conocimiento de la fisiología y metabolismos microbiano: Permite conocer el modo de vida y el hábitat de diferentes especies bacterianas. • Permite formular medios de cultivos para el aislamiento e identificación de los patógenos participantes • Permite conocer y entender el modo de acción de algunos antimicrobianos que bloquean alguna vía metabólica o síntesis de alguna macromolécula esenciales para la bacteria.

Metabolismo Microbiano: Conjunto de reacciones bioquímicas que se producen en la célula Reproducción: nueva célula  / Funciones especificas: • Obtención y almacenamiento de energía química del entorno. • Convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la célula bacteriana. • Formar y degradar moléculas necesarias para las funciones celulares específicas. Ej: movilida

Energía:  Capacidad de realizar un trabajo Reacciones químicas --> Energía liberada en forma de calor --->Energía libre Energía libre: • Energía liberada que es utilizable para realizar un trabajo • La determinación de esta energía nos indica si una reacción libera (exotérmica) o requiere (endotérmica) energía, NO la velocidad en que se genera.

Enzimas: Catálisis

• Polímeros de aminoácidos • Especificas para la reacción que catalizan • Se denominan según el sustrato al cual se unen o según la reaccionen o la reacción que catalizan • Desinencia: - asa • Gran poder catalítico: 1020 velocidad.

Metabolismo productor de energía: En los seres vivos, la utilización de la energía potencial contenida en los nutrientes se produce por reacciones de oxido – reducción.Definición Química: Oxidación: Perdida de electrones (e-) Reducción: Ganancia de electrones (e-)

Definición Bioquímica: Oxidación: Perdida de e- – átomos de Hidrógeno (Deshidrogenación) Sustancias dadoras Reducción: Ganancia de e- – átomos de Hidrógeno (Hidrogenación) Sustancias aceptoras



Objetivos del Metabolismo • Obtención de energía útil (ATP) para la célula • Luz • Sustancias inorgánicas • Moléculas orgánicas. • Convertir nutrientes exógenos en precursores de macromoléculas • Formación y degradación de las macromoléculas

Metabolismo bacteriano • El éxito evolutivo de las bacterias se debe a su versatilidad metabólica • La materia prima del metabolismo son las moléculas • Carbono principalmente (sustrato) • Obtienen aporte energético para desarrollarse • Se almacena como Adenosín trifosfato (ATP) • Lleva a cabo reacciones químicas que no tienen lugar de manera espontánea

Reacciones metabólicas METABOLISMO REACCIONES DE MANTENIMIENTO REACCIONES DE BIOSÍNTESIS Energía: ATP Poder reductor: NADPH/FADH ? ATP Precursores Metabólicos Reacciones Catabólicas ? Reacciones Anabólicas

ATP: Almacén de energía • El ATP almacena la energía en dos enlaces llamados Enlaces ricos en energía. • Enlaces se rompen y se donan los grupos fosfatos a otros compuestos

Formación de ATP :1. Adición simple 2. Fosforilación a nivel de substrato 3. Quimiósmosis

Formación de ATP 3. Quimiósmosis Difusión de iones a través de una membrana. Se relaciona con la generación de ATP mediante el movimiento de iones hidrogeno (protones o H+ ) a través de la membrana.

Poder Reductor: Capacidad de ciertas biomoleculas de actuar como donadoras de electrones o aceptoras de protones en reacciones metabólicas de óxido - reducción. H2 ? 2H+ + 2e- Oxidación 2e- + 2H+ ? H2 Reducción Para que un sustrato se oxide debe haber alguna molécula que se reduzca: moléculas de poder reductor (actúan como conjugado del sustrato para formar un par redox) • Derivados de vitaminas: NADH, NADPH, FMNH2, FADH2. (Importancia: respiración celular ? aportación de electrones ? ATP)

Metabolismo productor de energía Interés médico los sistemas de oxido – reducción que transforman la energía química de los nutrientes en una forma biológicamente útil :Fermentación • Molécula aceptadora y dadora de electrones son compuestos orgánicos.

Respiración • Aceptor final es exógeno • Oxigeno: Respiración aerobia • Compuesto inorgánico: Respiración anaeróbico

Fermentación • Proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico. • Todo el ATP se genera por Fosforilación a nivel de substrato. • Menor cantidad de ATP de todos los metabolismos a partir de una misma cantidad de substrato • Utiliza generalmente azucares ya que poseen un estado intermedio de oxidación • Producto final: compuesto orgánico. • Según producto final es el tipo de fermentación: • Alcohólica, Láctica , Acido – mixta, Butanodiótica, Propiónica, Acetona - butanol

Todos los tipos de fermentaciones producen una oxidación parcial de los átomos de carbono del substrato inicial y liberan solo una pequeña parte de la energía potencial contenida. Las bacterias utilizan las 3 vías centrales del metabolismo intermediario de los hidratos de carbono: 1. Vía Glucolítica 2. Vía de pentosa fosfato 3. Vía Enther - Doudoroff

Fermentación: Vía Glucolítica • Rompimiento de la molécula de glucosa en piruvato ? Ciclo Krebs (Piruvato ? CO2) • Proceso anaeróbico • Citosol • Producto final: • 2 piruvatos • 2 ATP

FERMENTACIÓN: Vía de las pentosas fosfato • Ruta multifuncional para la degradación de hexosas, pentosas, y otros Hidratos de Carbonos. • Parte central del metabolismo • Forma precursores metabólicos: • Ribosa 5 – fosfato (nucleótidos – ác. Nucleicos) • Eritrosa 4 fosfato Productos: • 3 aminoácidos • Todos los nucleótidos • 2 NADPH • NADPH ? Quimiósmosis ? 4 ATP

Vía Entner - Doudoroff • Principal ruta de degradación de la glucosa en bacterias anaerobias estrictas • Neisseria – Pseudomonas • Sucede a la vía de las pentosas Producto: • Una molécula de ATP por molécula de glucosa degradada

Importancia práctica del estudio y conocimiento de las fermentaciones bacterianas: • Proporcionan productos finales de valor industrial • Identificación de distintas especies a nivel de laboratorio • Clasificación de acuerdo a su producto final * Fermentación alcohólica * Fermentación láctica

Respiración aeróbica: • Proceso por el cual un compuesto se oxida usando O2 como aceptor final de electrones ,Respiración anaeróbica : Método alternativo de generación de energía donde se usan aceptores de electro diferentes al O2 ? menor liberación de energía • Nitratos • Hierro férrico • Sulfatos • Carbonatos • Algunos compuestos orgánicos

Respiración Aeróbica • Es un tipo de metabolismo energético • Seres vivos: extraen energía de moléculas orgánicas (Glucosa) ? oxidación de carbono (oxidante = O2) ? energía necesaria para la Fosforilación del ATP • En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico (glucolisis), es oxidado para proporcionar energía, CO2 y agua.

Respiración Anaeróbica • Proceso biológico de oxido reducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta al oxigeno • La realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias: utilizan cadena transportadora de e- • No confundir con fermentación (No participa cadena transportadora de e- y el aceptor final de electrones es siempre una molécula orgánica. • No se usa O2, la misma función se emplea otras sustancias oxidantes ( sulfato – nitrato) • Todos los posibles aceptores en la respiración anaerobia tienen un potencial de reducción por lo que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos y triglicéridos): ? energía

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