TEMA 3 MICROBIOLOGIA y La Tabla Periodica

7/21/2019 TEMA 3 MICROBIOLOGIA y La Tabla Periodica

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TEMA 3: BIOLOGÍA DE LA CÉLULA PROCARIOTA

OBJETIVOS

• Conocer los disinos i!os r"#cos $ los !rocesos $ o%enci"n de c&r%ono $ ener'(&

)*e *ili+&n los ,icroor'&nis,os-• Co,!render los ,ec&nis,os de c&!&ci"n de n*rienes• Enender el !&!el del 'r&diene de !roones $ l& .or,& $ .*nci"n del !oder red*cor-• A!render los ,ec&nis,os de o%enci"n de ATP $ l& 'r&n i,!or&nci& de /s& $ or&s

,ol/c*l&s !&r& l&s c/l*l&s

0UTRICI10 MICROBIA0A- OBTE0CI10 DE CARBO0O 2 E0ERGÍA

Tabla periódica de los elementos “microbiana”

0*rienes: s*s&nci&s )*e se e,!le&n en l& %ios(nesis $ o%enci"n de ener'(& neces&ri&!&r& el creci,ieno-

4&$ n*rienes )*e solo se *s&n co,o ,&eri& !ri,& !&r& .or,&r esr*c*r&s $ oros !&r&o%ener ener'(&-

El c&r%ono del CO5 .or,&r6 !&re de l&s ,ol/c*l&s or'6nic&s !ero no ser6 .*ene de ener'(&!or)*e es6 ,*$ o7id&d&- Or&s .*enes de c&r%ono ,6s red*cid&s &,%i/n ser6n .*ene deener'(&-

Requerimientos nutritivos de los microorganismos.

8 M&croele,enos: C O 4 0 S P 9 C&5 M' 5 $ ;e 5 <= >?@ !eso seco

8 Micron*rienes o ele,enos r&+&: Mn n Co Mo 0i $ C*8 Re)*eri,ienos es!eci&les <,or.olo'(& $ 6%i&- E- Di&o,e&s &c- silic(lico-

Re)*eri,ienos de C 4 $ O

• 4eer"ro.os: co,!*esos or'6nicos en es&do red*cido <e 8• A*"ro.os: CO5 <o7id&do no &!or& ener'(& <ener'(& de l& l*+ o co,!*esos

inor'6nicoso E7isen ,icroor'&nis,os c&!&ces de de'r&d&s c*&l)*ier ,ol/c*l& or'6nic&

Re)*eri,ienos de 0 P $ S

• 0ir"'eno: s(nesis de && !*rin&s !iri,idin&s co.&cores &l'*nos idr&os dec&r%onos $ l(!idos ec-

o 0 de &&s o &,onio direc&,ene <en+i,&s



o Al'*n&s %&ceri&s red*cen $ &si,il&r el 0 &o,s./rico <Ri+o%i*,• ;os.oro: en 6cidos n*cleicos .os.ol(!idos n*cle"idos co.&cores ec-

o Incor!or&ci"n & !&rir de .os.&o inor'6nico-• A+*.re: s(nesis de c$s $ ,e %ioin& i&,in& $ &l'*nos idr&os de c&r%ono

o A !&rir de s*l.&o

;&cores de creci,ieno

8 Co,!*esos or'6nicos esenci&les )*e el ,icroor'&nis,o no !*ede sinei+&r

8 E7isen res cl&ses !rinci!&les:

&,ino6cidos

!*rin&s $ !iri,idin&s

i&,in&s

8 Al'*nos ,icroor'&nis,os necesi&n ,*cos .&cores de creci,ieno E- Enterococcusfaecalis : F i&,in&s disin&s

Tipos nutricionales entre microorganismos

L& ,&$or(& de los ,icroor'&nis,os es*di&dos son:

• A*"ro.os .oolior"#cos <.oo&*"ro.os o .oolio&*"ro.oso Ener'(& l*,(nic& $ CO5o Al'&s $ ci&no%&ceri&s <don&dor de elecrones 45Oo B&ceri&s erdes $ !r!*r&s del &+*.re <don&dor de elecrones &+*.re

idr"'eno s*l.*ro de idr"'eno• 4eer"ro.os )*i,ior'&nor"#cos <)*i,ioeer"ro.os o )*i,ioor'&noeeror"#cos

o C&si odos los !&"'enos

Menos ,icroor'&nis,os se &'r*!&n en los dos 'r*!os si'*ienes:

• 4eer"ro.os .ooor'&nor"#cos <.ooor'&noeer"ro.oso Al'*n&s %&ceri&s !r!*r&s $ erdes

• A*"ro.os )*i,iolior"#cos <)*i,iolio&*"ro.oso O7id&n co,!*esos inor'6nicos red*cidoso Tr&ns.or,&ciones )*(,ic&s de los ele,enos en los ecosise,&s-

• Miccroor'&nis,os,i7or"#cos: co,%in&n !rocesos ,e&%"licos )*i,iolio&*or"#cos$ eeror"#cos-



o E: Beggiatoa !*ede o%ener ener'(& de .*enes inor'6nic&s *s&ndo *n& .*eneor'6nic& de c&r%ono



Captación celular de nutrientes

8 E7isen &rios ,ec&nis,os de r&ns!ore disinos:8 Di.*si"n <!&si& o .&cili&d&- A .&or de 'r&diene-

8 Tr&ns!ore &cio- Conr& 'r&diene-

8 Tr&nsloc&ci"n de 'r*!o <endociosis en e*c&rio&s

Di.*si"n !&si&: 'r&dienes de concenr&ci"n <&'*& O5 CO5 'licerol ec

Di.*si"n .&cili&d&

• Di.*si"n ,edi&d& !or !er,e&s&s• Es!eci#cid&d• 0o necesi& ener'(& de!ende de 'r&diene de concenr&ci"n• Reersi%le• E: Ac*&!orin&s <45O 'licerol

Tr&ns!ore &cio



• En conr& de 'r&diene de concenr&ci"n• 0ecesi& ener'(& ,e&%"lic&• Proe(n&s r&ns!or&dor&s o !er,e&s&s• Es!eci#cid&d• Tr&ns!or&dores ABC <ATP8%indin'c&ssee: E- E- coli &+c&res $ &&s

o Do,inios r&ns,e,%r&n& idro."%icoso Do,inios cio!l&s,6icos )*e *nen ATPo Proe(n&s de *ni"n en !eri!l&s,& <G8 o *nid&s & l(!idos de l& ,e,%r&n&

!l&s,6ic& <G

Tr&nsloc&ci"n de 'r*!o:

• I,!lic& &ler&ci"n del sol*o• Sise,& .os.or&ns.er&s& de &+c&res <PTS

o Tr&ns!ore de &+c&res .os.oril&dos PRP &+c&r <e7erior !ir*&o &+c&r8P <inerior

o En E- coli $ S- $!i,*ri*,o 5 en+i,&s $ *n& !roe(n& er,oes&%le de %&o P, <4Pr

4Pr $ EI cio!l6s,ic&s EII <3 s*%*nid&des:

• EIIA cio!l6s,ic& sol*%le

• EIIB idro.(lic& *nid& & EIIC• EIIC idro."%ic& en l& ,e,%r&n&

EII es ,*$ &ri&%le $ es!ec(#c& de c&d& &+c&r EI $ 4Pr son 'ener&les !&r& odos los PTS

o PTS &*sene en %&ceri&s &ero%i&s e7ce!o &l'*nos Bacillus



o PTS en &n&ero%i&s .&c*l&i&s $ &l'*n&s &n&ero%i&s esric&so P*eden &c*&r co,o )*i,iorrece!ores-

Sise,& de .os.oreleo < phosphorelay : Presene en n*,eros&s %&ceri&s &n&ero%i&s.&c*l&i&s &l'*n&s &n&ero%i&s- L& ,&$or(& de l&s %&ceri&s &ero%i&s c&recen de esesise,&

• ,/odos !&r& r&ns!or&r en conr& de 'r&diene- Se .os.oril& l& 'l*cos& !or lo )*e&ce des&!&recer l& 'l*cos& $ si'*e endiendo & e)*ili%r&r s* 'r&diene-

Captación de hierro

8 El ierro es esenci&l !&r& los ,icroor'&nis,os <ciocro,os en+i,&s

8 ;e3 $ s*s deri&dos son ,*$ insol*%les

8 Sider".oros: &co,!le&n ierro ./rrico $ lo &!or&n & l& c/l*l&

H 4idro7&,&os o .enol&os8c&ecol&os

8 Proe(n&s rece!or&s de sider".oros:

li%er&ci"n de ierro &l inerior inern&li+&ci"n del co,!leo ,edi&ne r&ns!or&dor ABC red*cci"n de ;e3 & ;e5 en el cio!l&s,&



P&!el de ierro8Red#eld r&ioK: descri%e l& concenr&ci"n &",ic& rel&i& de n*rienes cr(icos en l&%io,&s& del !l&non-

8 Ac*&l,ene se !iens& )*e es& rel&ci"n es:N C: 0: P: N-NN ;eNNNN C: NNN 0: NNN P: ;eInterpretación: se necesita 1 átomo de hierro para “jar” 10000 átomos de car!ono"

8 Por c&d& ' de ;e se !*eden #&rK F3NNN ' de CO5-

Catálisis y enzimas

Ener'(& de &ci&ci"n: es&do re&cio de l&s ,ol/c*l&s

C&&li+&dor:

•

dis,in*$e l& ener'(& de &ci&ci"n de *n& re&cci"n• &*,en& l& elocid&d de l& re&cci"n• no se ,odi#c& ni se cons*,e d*r&ne l& re&cci"n

En+i,&s:



• c&&li+&dores de l&s re&cciones %iol"'ic&s• &l& es!eci#cid&d• siio &cio• c&6lisis *nidireccion&l &*n)*e en eor(& s* &cci"n es reersi%le• !roe(n&s con esr*c*r&s es!ec(#c&s

E S = E8S = E P

M*c&s en+i,&s conienen !e)*e&s ,ol/c*l&s no !roeic&s:8 grupos prostéticos: se *nen ,*$ fuertemente y de modo permanente

E- Gr*!o e,o de ciocro,os

8 coenzimas: se *nen ,&s d#!ilmente y de modo no permanente8 r&ns!or&n !e)*e&s ,ol/c*l&s de *n& en+i,& & or&

8 l& ,&$or(& deri&n de i&,in&s

nerg!a" capacidad de hacer traba#o

L&s c/l*l&s i&s &cen 3 i!os de r&%&o

- r&%&o )*(,ico: s(nesis de ,ol/c*l&s & !&rir de !rec*rsores ,6s sencillos-5- Tr&%&o de r&ns!ore: re)*iere ener'(& !&r& o,&r n*rienes eli,in&r resid*os

,&nener %&l&nces i"nicos-3- Tr&%&o ,ec6nico: se re)*iere ener'(& !&r& l& ,oilid&d cel*l&r $ el de esr*c*r&s

denro de l& c/l*l&



nerg!a libre

El c&,%io de ener'(& li%re es l& c&nid&d de ener'(& de *n sise,& <o c/l*l& dis!oni%le !&r&re&li+&r r&%&o & e,!er&*r&s $ !resi"n cons&ne-

Cambio de energ!a libre estándar



l papel del $T% en el metabolismo

E7ise *n& diersid&d ,e&%"lic& enor,e en el ,*ndo ,icro%i&no- Sin e,%&r'o e7isen&rios !rinci!ios co,*nes & odos los i!os de ,e&%olis,o:

• El *so de ATP !&r& &l,&cen&r l& ener'(& li%er&d& d*r&ne l&s re&cciones e7er'"nic&sde ,&ner& )*e !*ed& *ili+&rse !&r& .&cili&r re&cciones ender'"nic&s-

• L& or'&ni+&ci"n de l&s re&cciones ,e&%"lic&s en r*&s o ciclos-• C&6lisis de re&cciones ,e&%"lic&s !or en+i,&s-• L& i,!or&nci& de l&s re&cciones de o7id&ci"n8red*cci"n en l& conser&ci"n de l&

ener'(&-El ATP es *n& ,ol/c*l& de alta energ$a-

ATP 45O ADP Pi

QG 83 c&l,ol o 83-F J,ol

&ciencia de la o'idación completa de la glucosa en condiciones aerobias

QGW. de A B 8= C D GW. <C D X GW. <A B

• Gl*cos& O5 888888= CO5 45O• C45O O5 888888= CO5 45O

H<8>-55 H<N 888888= H<83>Y-Y H<853-

QGW. de A B 8= C D Z853-Y X Y53-N5[ X Z8>-55[ 85F5-5 J



ATP = 3-F J,ol Gl*cos& =(apro'. )* $T%s teóricos+

En re&lid&d se !rod*cen 383F ATPs <&!ro7- YN@ e#cienci& ener'/ic&

•

Moor '&solin&: &!ro7- 5?@• C/l*l& .oool6ic&: &!ro7- ?@

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