-
COMPOSICIN QUIMICA DE UNA CELULA BACTERIANA
MolculaPeso HmedoPeso SecoAgua70---Macromolculas
totales2696Protenas1555Polisacridos35Lpidos29DNA13RNA520Monmeros
totales33,5Aminocidos y precursores0,50,5Azcares y
precursores22Nucletidos y precursores0,50,5Iones
Inorgnicos11TOTALES100%100%
-
NUTRICION MICROBIANALa nutricin es el proceso por el que los
seres vivos toman del medio donde habitan las sustancias qumicas
que necesitan para crecer. Dichas sustancias se denominan
nutrientes, y se requieren para dos objetivos: Fines energticos
(reacciones de mantenimiento) Fines biosintticos (reacciones
plsticas o anabolismo).
-
Las clulas pueden utilizar tres tipos distintos de fuentes de
energa: luz, compuestos orgnicos o compuestos inorgnicos. Aunque
algunos organismos obtienen su energa de luz, la mayor parte lo
hacen a travs de compuestos qumicos.
-
Cuando estos compuestos qumicos se rompen originando compuestos
ms simples se libera energa y a este proceso se le denomina
catabolismo. El resultado colectivo de las reacciones anablicas y
catablicas es el metabolismo.
-
Desde el punto de vista de los fines de aprovisionamiento de
energa, las bacterias se pueden dividir en:Litotrofas: Son aquellas
que slo requieren sustancias inorgnicas sencillas (SH2S0, NH3,
NO2-, Fe, etc.)Organotrofas: Requieren compuestos orgnicos
(Hidratos de carbono, hidrocarburos, lpidos, protenas,
alcoholes...)
-
Desde el punto de vista biosinteticos (o sea , para sus
necesidades plsticas o de crecimiento), las bacterias se pueden
dividir en:
-
Auttrofas: Son capaces de sintetizar ellas mismas su propia
materia orgnica a partir de la inorgnica. Para realizar esta
sntesis utilizan la energa extrada de la luz (bacterias
fotosintticas) o la extrada de reacciones qumicas (bacterias
quimiosnteticas).
-
Hetertrofas: Han de tomar la materia orgnica ya formada,
directamente del sustrato. En este grupo se incluyen:Bacterias
saprfitas: viven sobre la materia orgnica en descomposicin y son
las responsables de los procesos de putrefaccin y de
fermentacin.
-
Bacterias parsitas: viven sobre plantas y animales alimentndose
de ello. En este apartado se incluyen las patgenas o productoras de
enfermedades.Bacterias simbiticas: viven asociadas a animales o
vegetales, pero sin producirles ningn perjuicio.
-
Autotrofas estrictas: son aquellas bacterias incapaces de crecer
usando materia orgnica como fuente de carbono. Mixotrofas: son
aquellas bacterias con metabolismo energtico litotrofo (obtienen
energa de compuestos inorgnicos), pero requieren sustancias
orgnicas como nutrientes para su metabolismo biosinttico.
-
Cuando los microorganismos se separan de su hbitat (donde
adquieren los nutrientes) y se cultivan en laboratorios o
industrias se deben usar medios de cultivo que contengan los
elementos qumicos necesarios para su crecimiento.
-
NUTRIENTES:Los nutrientes que requiere una clula para su
crecimiento se pueden clasificar en los siguientes
grupos:MacronutrientesMicronutrientes
-
MACRONUTRIENTES El potasio es requerido universalmente.
Incluidos algunos de los que intervienen en la sntesis de
protenas.El magnesio acta para estabilizar los ribosomas, las
membranas celulares y los cidos nucleicos y este elemento es tambin
necesario para la actividad de muchas enzimas, especialmente los
que implican transferencia de fosfato. Por tanto, se necesitan
grandes cantidades de magnesio para el crecimiento. Las estructuras
que tienen un mayor requerimiento de magnesio, los ribosomas y las
membranas celulares, son las ms afectadas por la deficiencia de
magnesio y son las primeras en desintegrarse en condiciones de
deficiencia.Calcio desempean un papel en la estabilidad frente al
calor de las esporas bacterianas y puede que tambin estn implicados
en la estabilidad de la pared celular.
-
MACRONUTRIENTES El sodio es requerido por algunos organismos, y
su requerimiento puede reflejar el ambiente; por ejemplo, el agua
de mar tienen un elevado contenido de sodio, y los microorganismos
marinos necesitan sodio para su crecimiento, mientras que formas de
agua dulce ntimamente relacionadas son capaces de crecer en
ausencia completa de sodio.El hierro es necesario para prcticamente
todos los organismos. Es esencial en los citocromos y en la
ferredoxina como transportador de electrones en las reacciones de
oxidorreduccin. En los ambientes aerbicos el hierro est presente en
la forma frrica y los iones frricos forman hidrxidos, carbonatos y
fosfatos altamente insolubles. Muchos organismos producen
compuestos orgnicos fijadores de hierro, llamados ferronforos, que
solubilizan el hierro frrico y lo transportan al interior de la
clula.
-
MICRONUTRIENTES u OLIGOELEMENTOS Cobalto se necesita solamente
para la formacin de vitamina B12El zinc ayuda a mantener unidas
subunidades de protena en la configuracin adecuada para la
actividad enzimtica.El molibdeno presente ciertas flavinas llamadas
molibdoflavoproteinas, implicadas en la reduccin asimiladora del
nitrato. Tambin est presente en la nitrogenasa, enzima que
interviene en la reduccin del N2 (Fijacin del Nitrgeno).El cobre
desempea un papel en ciertas enzimas de oxidorreduccin.El manganeso
es un activador de muchas enzimas que actan sobre compuestos que
contienen fosfato, sustituyendo en estas enzimas al magnesio.
-
METABOLISMO BACTERIANOPara identificar bacterias debemos
realizar comprobaciones bioqumicasCada microorganismo tiene unas
reacciones bioqumicas para su identificacinTodas las actividades de
las clulas estn catalizadas por las enzimas, y en las reacciones
qumicas complejas de la vida, el microorganismo usa un gran nmero
de enzimas individuales, cuya actividad se interrelacionan.
-
METABOLISMO BACTERIANOPodemos clasificar a las enzimas como:
Exoenzimas o endoenzimas.EXOENZIMAS : Son secretadas por bacterias
en el ambiente circundante para desdoblar las molculas nutrientes
ms grandes para que as puedan entrar en la bacteria.ENDOENZIMAS:
Son las que se encuentran dentro de la bacteria para catalizar los
nutrientes que van a servir para la energa cuando el organismo
realiza funciones celulares, mientras que otros nutrientes se usan
para la sintesis de los componentes celulares.
-
METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONOLas hexosas son las
fuentes de energa ms importantes para muchos m.o. y son tambin
componentes estructurales importantes de las paredes celulares,
cpsulas, capas mucosas y productos de reserva microbianos.Los
polisacridos, generalmente insolubles y demasiado grandes para
atravesar las membranas celulares, son hidrolizados por enzimas
excretadas fuera de la clula.Enzimas : exohidrolasas y
endohidrolasas.
-
METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO
SUSTANCIACOMPOSICINFUENTESENZIMAS QUE LA
DEGRADANCelulosaPolimero de la glucosa (B1,4)Plantas (hojas,
tallos)Celulasas (B1,4 gluconasas)AlmidnPolimero de la glucosa
(&1,4)Plantas (hojas, tallos)AmilasaGlucgenoPolimero de la
glucosa (&1,4)Animales (msculo)Amilasa,
fosforilasaLaminarinaPolimero de la glucosa (&1,4)Algas marinas
(Fefitos)B 1,3,glucanasaParamiloPolimero de la glucosa
(&1,4)Algas (Euglenfitos y Xantfitos)B 1,3,
glucanasaAgarPolimero de la galactosa y del cido galacturnicoAlgas
marinas (Rodfitos)AgarasaSacarosaDisacrido de la glucosa y la
fructuosaPlantas (frutas, verduras)InvertasaLactosaDisacrido de la
glucosa y la galactosaLecheB galactosidasa
-
METABOLISMO DE LOS CIDOS GRASOSLas grasas son esteres de la
glicerina y cidos grasos. Los microbios utilizan las grasas slo
despus de la hidrlisis del enlace ster, y enzimas extracelulares
llamados lipasas.Los ataques microbianos a los lpidos de los
alimentos tienen considerable importancia prctica porque muchos de
los cidos grasos liberados por la actividad de la lipasa producen
malos olores.Agar Tributirato de glicerina
-
METABOLISMO DE LOS CIDOS GRASOSLos fosfolpidos son esteres de
glicerina con diversos cidos grasos y un ster fosfato de una unidad
de cido no graso, a veces llamado grupo X.Los fosfolpidos son
hidrolizados por enzimas especificas llamadas fosfolipasas.Los
cidos grasos liberados por la accin de las lipasas y fosfolipasas
son oxidados por un proceso llamado betaoxidacin.
-
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOSCuando los aminocidos son
utilizados como fuentes de carbono, por lo general la primera
transformacin que tiene lugar es la eliminacin del grupo amino,
convirtindose as el aminocido en un cido orgnico.Las reacciones que
aaden o quitan grupos amino comprenden el coenzima
piridoxal-fosfato.
-
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOSTRANSAMINACIN: En la que el grupo
amino es cambiado por el grupo ceto de un cetocido, dando un
aminocido diferente.DESHIDROGENACIN: El aminocido es convertido en
un cetocido, pero, en contraste con la transaminacin, el grupo
amino no es conservado en otro aminocido, sino que es convertido en
amoniaco.DESCARBOXILACIN: En la cual el grupo carboxilo es
convertido en CO2 y el aminocido en una amina.
-
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOSLas proteinas slo son utilizables
tras haber sido descompuestas en pptido pequeos o en aminocidos
individuales por la actividad de enzimas llamadas proteasas.Los
aminocidos liberados por la accin de las proteasas son utilizados
como fuentes de carbono.La sntesis de las protenas a partir de los
aminocidos tiene lugar en los ribosomas.
-
METABOLISMO DEL NITRGENO INORGNICOEl nitrgeno puede ser obtenido
por los m.o. a partir de formas orgnicas o inorgnicas.Fuentes:
Nitrato y amoniacoCuando se utiliza el nitrato como fuente de
nitrgeno, primero se reduce a amoniaco. Nitrato a Nitrito por la
enzima nitrato reductasa.La reduccin del nitrato a amoniaco se
denomina reduccin asimiladora del nitrato. No hay sntesis de
ATP.
-
METABOLISMO DEL NITRGENO INORGNICOLa utilizacin del gas nitrgeno
(N2) como fuente de nitrgeno se denomina fijacin del nitrgeno y es
una propiedad que poseen ciertas bacterias (Azotobacter spp.
Klebsiella, Clostridium spp).En el proceso de fijacin el N2 es
reducido a amoniaco y este es convertido en la forma orgnica. El
proceso de reduccin es catalizado por la enzima nitrogenasa.La
nitrogenasa tambin reduce el cianuro y acetileno.
-
METABOLISMO DEL FSFOROEl fsforo se encuentra en forma de
fosfatos orgnicos e inorgnicos y es utilizado por los
microorganismos primariamente para sintetizar fosfolpidos y cidos
nucleicos.Los compuestos de fosfato orgnico son muy frecuentes en
la naturaleza y son utilizados como fuentes de fosfato mediante la
accin de las fosfatasas, que hidrolizan el ster del fosfato
orgnico.Las fosfatasas estan localizadas entre la pared celular y
la membrana, en una regin llamada el periplasma.
-
METABOLISMO DEL AZUFREFuentes de azufre: cisteina, metionina y
sulfato inrganico.La asimilacin del sulfato implica su activacin
mediante reaccin con el ATP para formar fosfosulfato de
fosfoadenosina.Seguidamente el radical sulfato adherido al PAPS es
reducido a sulfito por una enzima que utiliza el NADPH2 como
donador de electrones.Luego el sulfito es reducido a Sulfuro de
Hidrgeno por otra enzima que tambin utiliza NADPH2 . La conversin
del H2S en azufre orgnico se produce por reaccin con el aac.
Serina.
-
METABOLISMO DEL AZUFREA partir del azufre reducido de la
cisteina pueden luego sintetizarse otros compuestos orgnicos de
azufre.Las bacterias reductoras de sulfatos, que utilizan el
sulfato como aceptor terminal de electrones, llevan a cabo una
reduccin desamiladora del sulfato, dando H2S como producto final.La
reduccin del sulfato se realiza con fosfosulfato de adenosina.
*