Metabolismo yCrecimiento Bacteriano Facultad de Ciencias de la Salud Departamento de Ciencias Biolgicas BIO 050-2014 Metabolismo Facultad de Ciencias de la Salud Departamento de Ciencias Biolgicas BIO 050-2014 Productos qumicos, luz (fuente de energa) Productos de desecho Anabolismo (Biosntesis) Macromolculas y otros componentes Nutrientes para la sntesis Energa para la movilidad,Transporte de nutrientes Catabolismo Energa para biosntesis Metabolismo y Necesidades energticas. Rx. Catablicas: Son reacciones degradativas, proporcionan energa. Rx. Anablicas: Sonreacciones sintticas, proporcionan componentes estructurales. Conjunto de reacciones bioqumicas que se realizan al interior del organismo Biodegradacin Biosntesis Catabolismo Generacin de energa Anabolismo Consumo de energa Metabolismo bacteriano. Las enzimas son protenas catalticas (biocatalizadores) que disminuyen la energa de activacin requerida para que ocurra una reaccin qumica. Energa de activacin: energa necesaria para juntar las molculas reactantes (sustratos) de la manera adecuada de modo que alcancen el estado de transicin. H2O2H2O + O2 > aos H2O2H2O + O2 < seg E Metabolismo bacteriano. Enzimas. Catalizador Sustancia que disminuye la energa de activacin de una reaccin qumica, aumentando su velocidad de una reaccin qumica. El catalizador no se ve alterado permanentemente durante la reaccin.(se regenera al final del proceso o reaccin). Ejemplo: Ciclo cataltico de la Aldolasa Metabolismo bacteriano. Ciclo cataltico de las enzimas. 1. Unin especfica a un sustrato 2. Ubicacin del sustrato en el sitio activo de la enzima (complejo E-S) 3. Generacin de productos4. Regeneracin de la enzima Vas enzimticas Etapas de una reaccin enzimtica: Metabolismo. Papel del ATP. Macronutrientes: Son requeridos en gran cantidad (Ej.: Carbono, Nitrgeno,Hidrgeno, Oxgeno, Fsforo, Azufre, Potasio, Magnesio, Calcio, Sodio y Fierro) Micronutrientes: Son requeridos en pequea cantidad (Ej.: Cromo, Cobalto, Cobre, Manganeso, Molibdeno,Nquel, Selenio, Tungsteno, Vanadio y Zinc.) Nutrientes Bacterianos: Metabolismo. Catabolismo. Degradacin de molculas de hidratos de carbono para obtener energa (sntesis de ATP). Metabolismo. Nutrientes bacterianos. Metabolismo. Catabolismo. 1.Gliclisis o gluclisis. 2.Ciclo de Krebs o cidos tricarboxlicos (ATC). 3.Sistema de transporte de electrones o Fosforilacin Oxidativa. Glucosa Piruvato Catabolismo. Glicolisis. Gliceraldehdo 3-fosfato Visin general 2 ATP 2 NADH = 6 ATP 8 ATP Balance energtico: Gasto: 2 ATP Produccin: 4 ATP + 2 NADH Ecuacin general: Catabolismo. Glicolisis. Respiracin anaerobia. Fermentacin del cido pirvico. Fermentacin anaerbica Glucosa Gliclisis cido Pirvico (piruvato) Respiracin aerbica CO2 + H2O Ciclo de Krebs Fosforilacin oxidativa F. Lctica Piruvato Lactato lactato deshidrogenasa F. Alcohlica Piruvato Acetaldehido Etanol piruvato descarboxilasa alcohol deshidrogenasa La fermentacin alcohlica es ampliamente usada en la fabricacin de alimentos como vino, cerveza, pan. Fermentacin anaerbica 2 Etanol Alcohol deshidrogenasa Respiracin anaerobia. Fermentacin alcohlica. 2 x Lactato Lactato deshidrogenasa El lactato acumulado baja el pH, lo que hace que las protenas de la leche precipiten en el proceso de fabricacin del queso. Fermentacin anaerbica Respiracin anaerobia. Fermentacin lctica. Fermentacin usada por los lactobacilos (Bacillus lactis): Utilizan la lactosa (azcar de la leche).2 Piruvato 2 Acetil- CoA + 2 NADH 2 GTP 2 ATP 8 NADH = 24 ATP 2 FADH2 = 4 ATP Catabolismo. Ciclo de Krebs. 30 ATP Balance energtico: Produccin: 8 NADH + 2 FADH2 + 2 GTP 1 Glucosa = 38 ATP Gliclisis = 8 ATP Ciclo de Krebs = 30 ATP Catabolismo. Fosforilacin oxidativa. Cadena Transportadora de electrones. Rendimiento energticofinal: Respiracin aerbicaRespiracin anaerbica E. coli es capaz de realizar ambos tipos de respiracin, dependiendo si esta creciendo en presencia o ausencia de oxgeno. Respiracin Aerbica y Anaerbica. Respiracin Aerbica. Formas txicas del oxgeno. Los radicales libres de O2 se generan durante el metabolismo normal de las bacterias en la respiracin aerbica. Los radicales superxido (O2-) e hidroxilo (HO) reaccionan rpidamente oxidando diversas macromolculas orgnicas como lpidos, protenas y cidos nucleicos. Esta oxidacin provoca la destruccin de estructuras biolgicas, como membranas, complejos multiproteicos, DNA, etc. Prueba de la presencia de catalasa: Colonia suspendida en agua oxigenada (30%) ( 2H2O2 2H2O + O2 ) Catalasa (-)Catalasa (+) La presencia de enzimas capaces de degradar los derivados txicos del O2 le permite a un determinado microorganismo utilizar esta molcula como aceptor final de electrones durante el proceso de la respiracin aerbica. Formas txicas del oxgeno. Enzimas detoxificantes. Cultivo puro Morfologa de colonia y de tincin de Gram Propiedades Bioqumicas Propiedades Antignicas Caractersticas de crecimiento Fermentacin de glucosa Utilizacin de citrato Produccin de H2S etc. Reacciones serolgicas Anticuerpos especficos Temperatura Aerobiosis Anaerobiosis etc. Metabolismo. Identificacin bacteriana. Anaerobias estrictas: Carecen de SOD, catalasa y peroxidasa por lo que el O2 es muy txico para ellas. No soportan presiones de O2 > al 0,5%.Ej. Clostridium haemolyticum. Anaerobias moderadas: Soportan presiones de O2 de 2 - 8%.Pueden estar expuestas al aire por 60-90 minutos sin perder viabilidad.Ej. Bacteroides fragilis. Anaerobias aerotolerantes: Poseen algn nivel de enzimas detoxificantes.Ej. Lactobacillus spp., Leuconostoc spp. Clasificacin bacteriana. Segn tolerancia al oxgeno. Microaeroflicas: Sobreviven a presiones de O2 menores a la atmosfrica (