Metabolismo Bacteriano

Metabolismo Bacteriano: Producción y utilización de energía

Metabolismo: Reacciones químicas que se producen en un organismo vivo, las cuales liberan o consumen energía por lo cual podría llamarse al metabolismo como una función de equilibrio energético. Esta energía que se obtiene o se gasta proviene de 2 procesos

Catabolismo o degradación: proceso por el cual se degrada un sustrato para convertirlo en energía utilizable y materias primas. Acoplado con la síntesis de ATP. Por lo general son reacciones:

• Hidroliticas  reacciones que usan H2O y rompen los enlaces químicos

• Exergonicas  producen más energía de la que consumen.

Los sustratos de estas reacciones son: Hidratos de Carbono, Lípidos y Proteínas.

Anabolismo o Biosíntesis: son reacciones reguladas por enzimas, requiere energía, en las cuales se forman moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas más simples. Acopladas con la degradación de ATP. Son reacciones:

• Sintéticas de deshidratación  liberan H2O

• Endergonicas  consumen más energía de las que producen

Se producen ácidos grasos, proteínas, paredes celulares, y ácidos nucleicos.

Tenemos 2 tipos de metabolismo:

• Autótrofo  usan compuestos inorgánicos como CO2 como fuente principal de carbono, degradan este CO2 hasta glucosa y así obtienen su energía. Son también llamados litotrofos.

• Heterótrofo  necesitan una fuente de carbono orgánica, este compuesto orgánico es oxidado para producir ATP, así obtener su energía química. Son también llamados organotrofos

El metabolismo celular ocurre por intermedio de las ENZIMAS.

Las enzimas son las sustancias capaces de acelerar una reacción química sin experimentar alteraciones permanentes es decir son catalizadores. Cada enzima actúa sobre una sustancia específica denominada sustrato. La molécula de enzima tridimensional posee un sitio activo que interactúa con una sustancia química específica. La capacidad de la enzima de acelerar una reacción sin necesidad de producir un aumento de la temperatura es esencial para los sistemas vivos. Toda enzima posee el sufijo asa. Las enzimas se clasifican en:

• Constitutivas son aquellas que son sintetizadas constantemente en la célula, este o no este su sustrato

• Adaptativas son aquellas que solo se sintetizan en respuesta a un estimulo externo o a la presencia de su sustrato en el medio.

Según su localización pueden ser:

• Exoenzimas  Hialorunidasa, Coagulasa, Fibrinolisina, Fosfalipasa, Lectinasa, Colagenasa.

• Endoenzimas  sistemas enzimáticos propios de la célula.

Según el tipo de reacción química que catalicen

• Oxidorreductasas: oxidación y reducción, con ganancia o perdida de O e H

• Transferasas: transferencia de grupos funcionales, como grupos amino, acetilo o fosfato

• Hidrolasas: hidrólisis (agregado de agua)

• Liasas: eliminación de grupos de átomos sin hidrólisis

• Isomerasas: reordenamiento de los átomos en el interior de una molécula.

• Ligasas: unión de 2 moléculas, usan ATP.

Los procesos por los cuales la célula obtiene energía son:

Procesos de Oxido-Reducción

La Oxidación  es la eliminación de electrones de un átomo o molécula, y por lo general produce energía.

Reducción es el proceso por el cual una molécula gana uno o más electrones.

Estos 2 procesos están íntimamente relacionados cuando una pierde un electron otra molécula lo gana. Esta conjugación se conoce como reacción de oxidación y reducción o reacción redox. Todos estos procesos conllevan la perdida de iones de H+ por lo cual también se conocen como reacción de deshidrogenacion.

Las reacciones redox son utilizados en los procesos catabólicos. La principal fuente de energía celular es la Glucosa, degradada en acido pirúvico, el cual es un producto intermedio universal, en el cual son convertidos todos los metabolitos captados por la célula.

Respiración Celular

Proceso generador de ATP en el cual las moléculas experimentan oxidación y el aceptor final de electrones es casi siempre una molécula inorgánica. Presenta una cadena transportadora de electrones. Existen 2 tipos

Aeróbica  tipo de metabolismo heterotrófico que emplea OXIGENO (O2) como ultimo aceptor de electrones

Anaeróbica  el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica como sulfatos, nitratos, nitritos o carbonatos.

Todas las células necesitan AGUA, C, N, y Energía.

Así podemos dividir los microorganismos en 

• Aeróbicos estrictos  su supervivencia y proliferación se da en presencia de Oxigeno.

• Anaeróbicos Estrictos  crecen en lugares donde no hay oxigeno.

• Facultativas  pueden desarrollarse en cualquier medio con o sin Oxigeno

• Microaerofilas –> crecen en medios donde existan pequeñas cantidades de oxigeno.

Fermentación

Tipo de metabolismo heterotrófico en el cual se libera energía a partir de un azúcar u otra molécula orgánica (aminoacidos, ácidos organicos, purinas, pirimidinas), en la cual no se necesita oxigeno ni una cadena transportadora de electrones. Y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica. La energía que se produce es menor a la de los demás procesos metabólicos, debido a que por cada molécula del material inicial se generan 1 o 2 moléculas de ATP.

VIAS METABOLICAS DE PRODUCCION DE ENERGIA

Los organismos liberan y almacenan energía proveniente de moléculas orgánicas mediante de reacción controladas y no en forma brusca.

METABOLISMO de HIDRATOS DE CARBONO

El principal hidrato de carbono usado por las células es la glucosa,

La glucosa puede tomar diferentes caminos metabólicos según las necesidades de la célula por ejemplo:

• Para uso inmediato como fuente de energía, sobre todo como fuente inicial de la respiración.

• Para uso mediano plazo (como la fructuosa).

• Para uso a largo plazo, convirtiéndose en almidón.

• A partir de ella se realiza una cadena metabólica, transformándose en grasa o en proteína.

Existen 3 vías metabólicas para el catabolismo de la glucosa:

1. Vía de Embden-Meyerhof-Parnas o via glicolitica o glucolitica

2. Ciclo del acido tricarboxilico o ciclo de Krebs

3. Ruta de las pentosas  es la vía final del metabolismo de la glucosa, la función de esta via consiste en proporcionar precursores así como

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