Metabolismo microbiano - microbioblogueando.files.wordpress.com · Metabolismo microbiano Catabolismo Vs Anabolismo: Catabolismo: reacciones exotérmicas, liberan energía, el sustrato

Metabolismo microbiano Definición de metabolismo:

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Conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físicoquimicos

estrechamente interrelacionados, que ocurren en una célula, y son la base para

que ésta pueda realizar todas sus actividades: crecer, reproducirse, mantener sus

estructuras, responder a estímulos, etc.

Metabolismo microbiano Catabolismo Vs Anabolismo:

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Catabolismo: reacciones exotérmicas, liberan energía, el sustrato tiene mayor

energía interna que el producto.

Anabolismo: reacciones endotérmicas, consumen energía, el sustrato tiene

menor energía interna que el producto

Catabolismo y anabolismo ocurren sincrónicamente, respetando las leyes de la

termodinámica

Oxidación Vs Reducción:

Oxidación: Reacción mediante la cual un sustrato cede electrones

(hidrogeniones), pasando de un estado de mayor energía interna a otro de menor

energía interna

Reducción: Reacción mediante la cual un sustrato recibe electrones

(hidrogeniones) pasando de un estado de menor energía interna a uno de mayor

energía interna

Metabolismo microbiano

Catabolismo Vs Anabolismo: Catabolismo: reacciones exotérmicas, liberan energía, el sustrato tiene mayor energía interna que el producto.

Anabolismo: reacciones endotérmicas, consumen energía, el sustrato tiene menor energía interna que el producto

Catabolismo y anabolismo ocurren sincrónicamente, respetando las leyes de la termodinámica

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Metabolismo en células heterótrofas

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Metabolismo en células autotróficas

Una vez que se formaron moléculas orgánicas a partir de elementos inorgánicos, las vías

metabólicas pueden compararse a las células heterotróficas

Metabolismo microbiano Hay elementos que son fundamentales para la vida microbiana?

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Metabolismo microbiano Compuestos fundamentales en los seres vivos:

un microorganismo en multiplicación, requiere duplicar estas biomoléculas undamentales

Proteínas Lípidos

Acidos nucleicos Carbohidratos

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Carbono: 50 % del peso seco celular. Sin importantes en el metabolismo energético y constitución de elementos estructurales: cadenas carbonatadas de moléculas como mureína, pilina, flagelina

Como se forman las biomoléculas fundamentales para la vida? Con que sustratos?

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Nitrógeno: 12 % del peso seco celular. Constituye aminoácidos, y de esa manera

permite la existencia de proteínas, que tendrán funciones estructurales y enzimáticas

Ejemplo de vía metabólica donde participan enzimas proteicas: glucólisis

flagelo Pili

Metabolismo microbiano Elementos fundamentales para la vida celular:

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P: Función en formación de ADN (constituye la base para la polimerización de nucleóticos, ya

que los mismos se unen por enlaces mediante P; constitución de moléculas intermediarias en el

metabolismo energético como el ATP.


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S: Función en constitución de aminoácidos azufrados vinculados a la constitución de

proteínas de alta resistencia, y vitaminas del grupo B


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Muchos elementos funcionan como cofactores enzimáticos: Mg, Ca,


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¿Cuál es la utilidad de conocer los

requerimientos metabólicos de los

microorganismo?


Según atmósfera de crecimiento:

aerobios

microaerófilos

capnófilos

anaerobios facultativos

anaerobios aerotolerantes

anaerobios estrictos

Según temperatura de crecimiento:

psicrófilos

mesófilos

termófilos - termófilos extremos

Según fuente de obtención de energía:

foto-trofos: fotosíntesis

quimio-trofos: catabolismo por oxidación y/o fermentación y metabolismo intermedio

Según la fuente de elementos básicos para estructura de biomoléculas:

lito-trofos: Nitrógeno: atmosférico

Carbono: CO2 atmosférico

Hidrógeno: H2 del agua

organo-trofos: Nitrógeno, Carbono, Hidrógeno: de compuestos orgánicos (proteínas, carbohidratos, lípidos, etc.)

Según la dependencia-independencia para generar las biomoléculas:

autótrofos

heterótrofos

Clasificación de microorganismos según tipo de metabolismo:

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Metabolismo microbiano Conceptos y definiciones relevantes:

Reacciones exotérmicas Vs Endotérmicas: Energía libre en una reacción: energía disponible para realizar un trabajo Pasaje a un estado de menor energía: reacción exotérmica (libera energía) Pasaje a un estado de mayor energía: reacción endotérmica (consume energía) Energía de activación: llevar a todas las moléculas participantes de una reacción, a estado reactivo Enzimas: disminuye energía de activación; aumentando velocidad de reacción entre 108 y 120 veces. Oxido-Reducción: Oxidación: reacción mediante la cual se ceden electrones (hidrogeniones) Reducción: ganancia de electrones Donador primario de electrones (fuente de energía catabolizable) Transportador de electrones (fijos: citocromo oxidasa; móviles: NAD/NADP: transportan H+ a un aceptor mediante deshidrogenación). Conservación de energía liberada: en enlaces fosfato de alta energía interna (ATP; CoA como el Acetil CoA), en polisacáridos (poli glucosa, almidón) y demás polímetros (poli beta hidroxibutirato) Aceptor final de electrones Compuestos de alta energía: Enlaces fosfatos= ATP (adenosina + fosfatos x unión éster o anhidro) Obtención y almacenamiento de energía: Respiración Vs Fermentación: Respiración: Oxidación completa de un sustrato, en que un elemento inorgánico y exogeno termia siendo el aceptor final de electrones, y la energía (proporcionalmente mucha) se produce Fermentación: Oxidación incompleta de un sustrato, en que un elemento orgánico y endoógeno termina siendo el aceptor final de electrones, la energía (poca) se produce por fosforilación a nivel de sustrato (Ej glucolisis pro la vía de Embden Meyerhof)

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Metabolismo microbiano Enzimas:

Nomenclatura según su actividad: Oxidoreductasas: catalizan reacciones de oxidorreducción (redox). Utilizan coenzimas y cofactores (NAD, NADP) que transporten los electrones (hidrogeniones) desde el dador primario de electrones hasta el aceptor final de electrones. Estas coenzimas quedan modificadas en su grado de oxidación al participar de una reacción, y no se sintetizan de nuevo sino que se reciclan participando en reacciones inversas, alternando oxidación con reducción. Ejemplos: deshidrogenasa, peroxidasa. Transferasas: transfieren grupos activos obtenidos de la ruptura de ciertas moléculas, a otras sustancias receptoras. Suelen actuar en procesos de interconversión de monosacáridos, aminoácidos, etc. Ejemplos: transaminasas Hisrolasas: catalizan reacciones de hidrólisis: ruptura de enlaces con liberación de elementos y sustitución por moléculas provenientes del agua, como ocurre por ejemplo en la obtención de monomeros a partir de polimeros. Actúan típicamente en el catabolismo. Ejemplos: glucosidasas, lipasas, estearasas. Liasas: catalizan reacciones en las que se eliminan grupos H2O, CO2 y NH3 para formar un doble enlace o añadirse a un doble enlace. Ejemplos: decarboxilasas Isomerasas: actúan sobre determinadas moléculas obteniendo o cambiando de ellas su estado en relación a su isomero, catalizando cambios de posición de un grupo en determinada molécula obteniendo formas isoméricas. Suelen actuar en procesos de interconversión. Ejemplo: isomerasas Ligasas: catalizan la unión de elementos que generan un producto de mayor energía interna (anabolismo), como por ejemplo la síntesis de los enlaces denominados "fuertes" mediante el acoplamiento a moléculas de alto valor energético (fosfatos) al ADP formando ATP Ejemplos: sintetasas

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Metabolismo microbiano Metabolismo energético: Oxidación incompleta de la glucosa por glucólisis

Etapa I: reacciones preparatorias generan 2 G3P a partir de 1 glucosa No hay ni oxidación ni reducción Etapa II: se forman 2 piruvatos y se sintetiza ATP por proceso redox Etapa III: generación de producto final y ATP por proceso redox

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Metabolismo energético: Oxidación completa de la glucosa por glucólisis

Genera como subproducto radicales libres oxidantes altamente reactivos

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Metabolismo energético: Oxidación completa de varios sustratos

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Medios de cultivo microbianos Definición

Consideración del metabolismo a estudiar

Condiciones para su uso en microbiología

Nutrientes

Clasificación

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Nutrientes de Medios de cultivo: Macronutrientes: Agua Estabilizadores osmóticos Estabilizadores pH Fuentes de carbohidratos Fuentes de aa y proteínas Minerales y vitaminas

Micronutrientes: Elementos traza

Condiciones para un cultivo microbiano además de los nutrientes del medio de cultivo: pH Osmolaridad Temperatura Gases-atmósfera de crecimiento

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Clasificación de Medios de cultivo microbianos Según su estado físico (presencia y concentración de agar):

Líquidos, Sólidos y Semisólidos (Ventajas de cada uno)

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Clasificación de Medios de cultivo microbianos Según su uso:

Simples

Enriquecidos

De enriquecimiento selectivo

Selectivos

Diferenciales

Selectivo-diferenciales

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Clasificación de Medios de cultivo microbianos Según su origen:

Naturales o artificiales

Animales, vegetales, mixtos

Según el conocimiento sobre la composición:

Naturales

Químicamente definidos

Según su condición Medios inertes

Medios vivos

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Clasificación de Medios de cultivo microbianos Según su uso:

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