Download - METABOLISMO BACTERIAS 2010
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Suma total de todas las reacciones químicas que tienen lugar en la célula
Puede dividirse en: Catabolismo
Del griego cata, abajo, y ballein, lanzar
Se reduce la complejidad de las moléculas y se libera energía libre
Anabolismo Del griego ana, arriba Requiere el uso de energía
libre para aumentar la complejidad de las moléculas
Producción de Energía: Catabolismo Uso de la energía en la biosíntesis: Anabolismo Energía y enzimas
Síntesis de ácidos nucleicos y proteínas Regulación enzimática y génica
La energía es la capacidad para La energía es la capacidad para realizar trabajorealizar trabajo
Los organismos vivos pueden llevar a cabo tres tipos fundamentales de trabajo Trabajo químico Trabajo de transporte Trabajo mecánico
Todos los sistemas vivos obedecen las leyes de la termodinámica
Oxidación Biológica
Mecanismos que proporcionan energía a la célula
Liberación de energía
Captación de esa energía
Almacenamiento y uso
Fuentes de Energía:Tres fuentes principales de energía:
Luz solar Captación por Compuestos orgánicos compuestos Compuestos inorgánicos tipo “ATP”
Almacenamiento en forma de
enlaces ricos en Energía
Se necesita una “moneda” de energía para conectar reacciones exergónicasexergónicas, que producen energía, con reacciones endergónicasendergónicas, que requieren energía.
La “moneda” más
utilizada es el ATPATP
“Clasificación de las bacterias según fuente de carbono y energía”
Autotróficas:Autotróficas: Pueden utilizar CO2 como única fuente de carbono: síntesis de esqueletos hidrocarbonados
Su energía deriva de la LUZ o de una o mas sustancias orgánicas
Heterotróficas:Heterotróficas: incapaces de utilizar CO2 como única fuente de carbono. Requieren compuestos orgánicos.
Ej. la glucosa. Mayoría de las bacterias patógenas para humanos y animales.
Fuente de carbono Fuente de Energía
Fotoautotróficos CO2 LUZAutotróficas (Litotróficas) Quimioautotróficos CO2 Reacciones Redox
Fotoheterótrofos Cptos. Orgánicos LUZ
Heterotróficas + CO2
(Organotróficas) Quimioheterótrofos Cptos. Orgánicos R. Redox
La mayor parte de la energía utilizada por los organismos vivos procede originalmente de la luz del sol absorbida durante la fotosíntesis por los organismos fotoautótrofos
Los organismos quimioheterótrofos consumen materia orgánica autótrofa y la utilizan como fuente de energía y como unidades de síntesis
Catabolismo Los nutrientes son dirigidos a
unas pocas vías comunes para un uso más eficaz de las enzimas Pocas vías procesan una gran
variedad de nutrientes El ciclo de los ácidos
tricarboxílicos es la vía final de la oxidación aeróbica de los nutrientes a CO2
Aceptores de electrones en el catabolismo O2 (Respiración aeróbica) Moléculas orgánicas
(Fermentación) Moléculas inorgánicas oxidadas
diferentes al O2 (Respiración anaeróbica)
Catabolismo microbiano Único por la diversidad de
nutrientes y mecanismos empleados para generar energía
Procesos de liberación de Energía:Transformación de la energía química en las Bacterias:
Respiración:Respiración: Respiración Aeróbica: Aceptor final de hidrógenos producidos por la oxidación de moléculas orgánicas Oxígeno (O2)
Respiración Anaeróbica: Aceptor final de hidrógenos
Comp. Inorgánico diferente al O2 (Nitratos, Carbonatos, Sulfatos)
Fermentación:Fermentación:El aceptor final de los hidrógenos producidos por la oxidación de las moléculas orgánicas Sustancia Orgánica producto de la reacción en cuestiónNo requiere oxígeno, libera energía de azucares u otros comp. orgánicos.Proceso menos eficiente para la extracción de energía.
Albert Lehninger
Mayoría de patógenos bacterianos en Medicina Veterinaria
Utilización de la GlucosaPuede ser degradada por 3 rutas metabólicas principales.Las bacterias utilizan una o mas de estas rutas dependiendo de: dotación enzimática y presencia o ausencia de O2
1) Ruta Embden-Meyerhof-Parnas o Glucólisis 2) Ruta de Entner-Doudoroff 3) Ruta de las Pentosas-fosfato ( o derivación de la Hexosa-monofosfato).
Bacterias SacarolíticasUtilizan Carbohidratos a través de rutas oxidativas o fermentativas
Oxidación de la glucosa hasta ácido pirúvico (ruta mas común)
Primera etapa en el catabolismo de los azucares
Mayoría de los microorganismos utilizan esta ruta. (E.coli, Streptococcus,etc..)
Glucólisis “Ruptura de azucares”
Glucosa (6 carbonos) 2 azucares de 3 carbonosLiberación de energía en el
proceso
NADPH actúa como fuente de electrones durante la biosíntesis
Sintetiza azucares de 4 o 5 carbonos Eritrosa 4 fosfato
aa aromáticos Ribosa 5 fosfato
Ácidos nucleicos Ribulosa 1,5 bifosfato
Aceptor CO2 en fotosíntesis
Productos intermediarios → ATP
Pseudomonas, Rhizobium, Azotobacter y Agrobacterium
La mayoría de las bacterias emplean las rutas anteriores Glicolisis Pentosas fosfato
Del latín fermentare, hacer que suba o fermente
Muchos tipos de fermentaciones Homoláctica Heteroláctica acidofórmica
Acido mixta Butanodiólica
Otras
“Generación de ATP” Formación del Acetil CoA Ciclo de krebs
Liberación de electrones Cadena transportadora de electrones
Formación de ATP
Oxidación de compuestos Aceptor final
químicos de los electrones
Molécula inorgánica (O2)
Aceptor final de electrones: Molécula inorgánica distinta al oxígeno molecular
Aceptores inorgánicos: Nitratos (NO3), Sulfatos (SO4)Carbonatos (CO3)
Hidrólisis de lípidos por Lipasas → Glicerol y Ac. Grasos
Catabolización del glicerol por conversión a dihidroxiacetona-P y de Ac.grasos por Beta-oxidación
Productos del catabolismo → degradados en glucólisis o en ciclo de Krebs
Las bacterias sintetizan proteasas y peptidasas extracelulares que degradan las proteínas en sus componentes → aminoácidos.
Conversión de aminoácidos a metabolitos que entran en Ciclo de Krebs (Desaminaciones)
Las reacciones de transaminación, descarboxilación y deshidrogenación preparan a los aminoácidos para ser catabolizados
Rutas Bioquímicas que utilizan energía (Anabolismo) Ac. Grasos y Glicerol → LIPIDOSLIPIDOS Intermediarios del metabolismo de los carbohidratos o
metabolitos del ciclo de krebs → Aminoácidos → PROTEINAS
UDPG → GLUCOGENO y otros AZUCARESGLUCOGENO y otros AZUCARES (forma activada de la glucosa) UDPNAG → Síntesis de PEPTIDOGLICANPEPTIDOGLICAN Ruta de las Pentosas-fosfato y de Entner-Doudoroff
↓ Azucares de NucleótidosAzucares de Nucleótidos
Lipopolisacárido (LPS).:Son sintetizados en la membrana en varios pasos: Síntesis de Lípido A (región III) Agregación de unidades de
Polisacáridos al Lípido A (región II)
Agregado de unidades de polisacáidos O-específico (región I )
Translocación a la membrana externa
Región I
Región II
Región III