DIGESTIÓN DE MACROMOLÉCULAS

3QV2EQUIPO: 1

INTRODUCCIÓNSin la intervención de los

microorganismos no podría llevarse a cabo los ciclos del carbono, nitrógeno, azufre y oxígeno, y la atmosfera de la tierra tendría una composición de gases muy diferente a la actual

Una célula con deficiencias a nivel de biosíntesis, es incapaz de convertir los precursores biosintéticos en biopolímeros, es llamada AUXÓTROFA.

Las sustancias capaces de sustituir estas deficiencias metabólicas y que por lo tanto favorecen su crecimiento se les llama FACTORES DE CRECIMIENTO. Una célula que no requiere de factores de crecimiento es PROTÓTROFA

Los microorganismos QUIMIOORGANOTRÓFICO O HETEROTRÓFICOS satisfacen sus requerimientos de energía, donador inicial de electrones y carbono a partir de una misma molécula orgánica (azucares o aminoácidos)

Se clasifica

n en

Simples

Monosacáridos

* Glucosa

* Fructosa

* Galactos

aDisacáridos

* Sacaros

a*

Maltosa*

LactosaComplejos

Complejos

* Almidón

* Celulosa

ENZIMA Mas de 100 aa, masa: 100 KDa, Diametro: 25 amstrongs Afectan la velocidad de la reaccion sin participar como

reactantes ni aparecer en los resultadosPueden ser inhibidas Se ocupan cantidades minimasAlta especificidad Modifican la estructura química del sustrato No alteran el equilibrio de la reacción

POLISACARIDOS:formados por azucares unidos por enlaces

glicosídicos. CELULOSA: es el compuesto orgánico más

abundante en la naturaleza, es muy importante en el ciclo biogeoquímico de el carbono, es insoluble en agua y sólo los microorganismos que producen CELULASAS pueden hidrolizarla

ALMIDÓN: es un homopolosicárido que es degradado por las amilasas que producen al disacárido maltosa

PROTEÍNASunidos por enlaces peptÍdicos.Proteasa: Capaces de hidrolizar

parcialmente las proteínas a péptidos y estos a su vez ser degradado a aminoácidos por otras enzimas llamadas peptidasas

Algunas bacterias pueden utilizar lípidos animales y vegetales, especialmente los triglicéridos que están compuestos de una molécula de glicerol esterificada con tres moléculas de ácidos grasos

Proteína Proteasa Peptidos Peptidasas

Aminoácidos

TRIGLICÉRIDOS:Las bacterias que degradan triglicéridos

producen enzimas extracelulares llamadas Lipasas que hidrolizan los enlaces éster. El glicerol y los ácidos grasos resultantes son transportados por las células y utilizados como unidades para la biosíntesis de material celular nuevo bien, son oxidados para obtener energía

FOSFOLIPASAS: Pueden degradar fosfolípidos. Algunas hemolisinas

bacterianas son fosfolipásas que rompen eritrocitos de la sangre por que destruyen la integridad de la membrana celular.

Muchas enzimas extracelulares de microorganismo patógenos son considerados factores de patogenicidad ya que facilitan la entrada y utilización de sustratos, etc.

Objetivos:

Comprender los diferentes procesos metabólicos de los microorganismos mediante el montaje de ensayos y pruebas de degradación de polímeros a través de enzimas extracelulares microbianas. Y con base en ésto, identificar sus requerimientos nutricionales y su clasificación fisiológica

MATERIALTubos de 13x 100mm con gelatina al 4%Tubos de 13x100 mm con leche tornasoladaCajas Petri divididas en sectores con:

a) Agar almidónb) Gelosa gelatinac) Agar leche descremadad) Agar yema de huevoe) Gelosa sangre

HgCl2 12.5%Solución de LugolBaño de hieloCultivos de: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae,

Bacillus subtilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Shigella flexneri y Staphylococcus aureus

GELOSA GELATINAMedio diferencial.La gelatina es el producto desnaturalizado parcial del colágeno, y muestra la propiedad de gelificar cuando se disuelve en agua caliente y solidificar en ambientes fríos. Sus productos de la hidrólisis carecen de esta propiedad.

PROTEASAS Y PEPTIDASAS Para utilizar la gelatina muchos microorganismos producen

gelatinasa, una exoenzima que la hidroliza.Este proceso ocurre en dos etapas:Primera, se liberan polipéptidos Segunda, una mezcla de aminoácidos.

Componentes del almidónEl almidón es un homopolisacarido, su monómero es el α-D-glucosa

que están unidos por puentes α-glucosidicos. Amilosa lineal (10-20%) y amilopectina ramificada (80-90%) La hidrolisis enzimática ocurre en las uniones α-1-4-acetal y α-1-6-

acetal.

α-amilasaLa α-amilasaLa α-amilasa cataliza la hidrolisis de las uniones α-1,4-glucosidicas. La amilosa es degradada por completo por la amilasa. La hidrolisis completa del almidón requiere de otra enzima, que

actúa en los puntos de ramificación.

LUGOLLa amilosa, forma hélices donde se juntan las moléculas de yodo,

formando un color azul oscuro a negro.La amilopectina, forma hélices mucho más cortas, obteniéndose un

color entre naranja y amarilloAl romperse o hidrolizarse el almidón en unidades más pequeñas de

carbohidrato, el color azul-negro desaparece.

MÉTODOS

I HIDRÓLISIS DE LA GELATINA a) Prueba de licuefacción de la gelatina en tubo

Sembrar MO´S por picadura en

los tubos de medio gelatina

Incubar a 37°C durante 24-48 h

Pasar los tubos a 4°c o un baño de hielo durante 1

hora

Si después del enfriamiento el contenido del

tubo es liquido la prueba es +

si el tubo solidifica, la prueba de

hidrolisis es negativa

Sólido (-)

Líquido (+)

b) Prueba de la digestión de la gelatina y la caseína en caja

Marcar las cajas Petri con gelosa gelatina y agar

leche descremada

Etiquetar cada sector con el

nombre de el MO a inocular

Sembrar los microorganismos

por estría abierta

Incubar los cultivos de 28°C a 30°C durante

48 h

Anadir HgCl2 a las placas para

observar los halos

trasparentes de hidrolisis

II. HIDRÓLISIS DE ALMIDÓNMarcar y

sembrar las placas de gelosa

almidón

Incubar a 37°C durante 48 h.

Añadir solución de Lugol a las

placas

Observar los halos de hidrólisis

Zonas trasparentes que

rodean a las bacterias que dan la prueba positiva sobre

fondo azulSin halo (-)

Halo (+)

CUESTIONARIO3- Explique el significado de los términos REQUERIMIENTO NUTRICIONAL: Los requerimientos nutricionales de

cada grupo microbiano están dados por la composición química de las células que los constituyen y por sus características genéticas las que determinan sus propiedades fisiológicas y su capacidad para utilizar y transformar los compuestos que se encuentran en el ambiente en que se desarrollan

FACTOR DE CRECIMIENTO: sustancias capaces de sustituir deficiencias metabólicas.

Autotrófico: cuando su nutricion es enteramente inorganica, la unica fuente de carbono es el acido carbonico del aire, el agua suministra el H2, los NO3, NO2, etc.

Auxótrofos: presentan deficiencias a nivel biosíntesis (incapaces de convertir precursores biosintéticos con biopolímeros), requieren factores de crecimiento.

Heterotrófico: satisfaces sus niveles de energía, donadores iniciales de electrones y carbono a partir de una misma molécula como azucar o aminoacidos.

Horotótrofos: no requieren de factores de crecimiento.4- Hidrolitico: Reacción química en la que el agua reacciona doblemente con

otro compuesto, pasando el hidrógeno a uno de los compuestos y el hidroxilo a otro. las enzimas hidrolíticas son aquellas que rompen los enlaces covalentes por hidrólisis, es decir por el agregado de una molécula de agua (H2O). Son esenciales para múltiples funciones. Digestión, regulación, degradación, diferenciación, etc.

5- las enzimas extracelulares que rompen proteínas se llaman PROTEASAS, las que rompen polisacáridos GLICOSIDASAS, y las que rompen lípidos son las LIPASAS

7- un ejemplo de polisacarido estructural es CELULOSA. Un ejemplo de polisacarido nutricional es GLUCOSA, ALMIDÓN- GLUCÓGENO

8- La caseina es la proteina de origen HETEROPROTEINA- ANIMAL(LECHE), y la gelatina es de origen PROTEINA- ANIMAL (HIDRÓLISIS PARCIAL DEL COLAGENO DE LA PIEL)

9- La descomposicion de los alimentos por degradacion de trigliceridos provoca ENZIMAS EXTRACELULARES LLAMADAS LIPASAS

6- conteste falso (F) o verdadero (V)

V- Muchas enzimas extracelulares son hidroliticas, pero o ti¿odas las enzimas hidrolíticas son extracelulares

F- Las peptidasas son enzimas extracelulares que hidrolizan proteinas de alto peso molecular

V- Las glicosidasas hidrolizan enlaces ester en polisacaridos

F- las membranas biologicas son sensibles a las lipasas