Lección 11: Nociones metabolismo bacteriano y diversidad metabólica procariotas

Question 1

Composición química de una célula procariota

Answer 1

@Nutrientes microbianos:
*CHONPS + Se (+50 más)
*H2O –> 70-90% del peso humedo de célula procariota
@Macromoléculas
*Proteínas –> 55% del peso seco total
*Acidos nucleicos –> ADN bajo % se peso, ARN más abundante 20,5% **
*Polisacáridos –> Monomeros son aa, nucleotidos, ácidos grasos y azúcares.
*Lípidos –>9,1%
*Polisácaridos –>5,0%
*Lipolisacáridos –>3,4%
**Debido a la elevada [ribosomas] y mRNA, tasa de crcimiento Procariota >Eucariota

Question 2

Macronutrientes en la naturaleza y en los medios de cultivo

Answer 2

*Carbono –> C y compuestos que los contiene (50% del peso seco es C.)
–> Se obtiene de:
>aa
>Ácidos grasos
>Ácidos orgánicos
>Azúcares
>Bases nitrogenadas
>Compuestos aromaticos
*Nitrogeno–> 13% del peso en seco es N
–> Proteínas, ácidos nucleicos–> NH3, NO3 (nitrato) o N2**
**Los procariotas fijadores de nitrogeno son los únicos que usan N2
@Otros elementos especiales:
*P (PO4 -3para ácidos nucleicos y fosfolipidos)
*S (SO4 -2 para aa, vitaminas, …)
*K (Actividad de varias enzimas)
*Mg (Estabilizar los ribosomas, las membranas y ácidos nucleicos
*Ca y Na (nutrientes esenciales para algunos microorganismos.)
**Oligonutrientes: CR, Co, Mb,… Función catáliticas.

Question 3

Factores de crecimiento

Answer 3

Micronutrientes orgánicos –>
*Vitaminas –> Funciona como coenzima.
*Los requisitos vitamínicos varían seguí el microorganismo.
*EJ. Bacterias del ácido láctico (Srreptococcus, lactobacillus y leuconostoc) –> Gran necesidad de vitaminas más que humanos

Question 4

Clases de medio de cultivo
@Definidos
@Complejos

Answer 4

@Definidos:
*Se conoce la composición exacta (cuantitativo y cualitativo)
*Fundamental la fuente de C (La fuente concreta depende del microorganismo.
EJ. E.Coli –> glucosa como fuente de energía y de carbono. Sales minerales +Glucosa
@Complejos:
*Hidrolizados de productos microbiano , animales o vegetales –> Cisteina, carne, soja, células de levadura, … altamente nutritivo
*Se desconoce la composición exacta

Question 5

Tipos de microorganismos según su necesidad por factores de crecimiento

Answer 5

@Prototrofo: NO NECESITAN,
Solo una fuente de carbono –>
inorgánica ,
*CO2 –>autótrofa
*Glucosa –>heterótrofo.
@Auxotrofos: NECESITAN
*Fuente de Carbono principal y otras minoritarias.

Question 6

Tipo de metabolismo según su fuente de energía

Answer 6

COMP. QUÍMICOS –> Quimiotrofos
@Quimioorganotrofos
*Orgánicos –> Glucosa, acetato, … -@Quimiolitotrófos
*Inorganicos –> H2, H2S,Fe+2, NH4
LUZ
@Fototrofia –> Fotótrofos

Question 7

Tipos de organismos según respiración

Answer 7

*Aerobios –> Obtiene energía de un
compuesto orgánico solo en presencia de oxígeno
>Microfilos –> aerobios que pueden usar O2 solo cuando está a una concentración más baja que la del aire (condiciones microóxicas) acuaticos
>Facultativos –>Pueden degradar los compuestos en presencia como en ausencia de O2.
*Anaerobios –> Solo pueden hacerlo en ausencia de O2
>Estrictos –>El oxígeno inhibe o incluso mata
>Aerotolerantess –>Crecen en presencia aunque no lo toleren

Question 8

Quimiolitotrofos

Answer 8

*Utilizan la enegía liberada en la oxidación de compuestos inorgánicos
*Se especializa en la oxidación de un grupo de compuestos:
>Bacterias de azufre
>De hierro
>Nitrificantes
**No compite con la quimioorganotrofos –> H2 y H2S son productos desecho.

Question 9

Fotótrofos

Answer 9

*Contiene pigmentos que le permiten convertir la energía luminica en energía química.
*2 formas
@Fotosínteis oxigénica –> se produce O2, característica de las cianobacterias (procariotas) y de las algas (eucariotas)
@Fotosínteis anoxigénica –> bacterias rojas y verdes y en las helicobacterias. No genera O2

Question 10

Tipos de microogranismo según fuente de Carbono

Answer 10

*Heterótofo –>Obtiene el carbono a partir de algún compuesto orgánico
*Autótrofo –> utiliza el CO2 como fuente de energía

Question 11

Catabolismo

Answer 11

*Las células conservan la energía liberada de las reacciones catabolicas acoplandola a la síntesis de compuestos muy energéticos como el ATP.
*Las reacciones que liberan energía suficiente son las de tipo oxido-reducción
**Obtención de energía para crecer y funcionar una célula es gracias a una serie de transferencias electrónicas de una molécula a otra mediante una sucesión de reacciones redox.

Question 12

Donadores y aceptores de e-

Answer 12

Reacciones de REDOX
@DONADOR DE (e-) –>Molécula reducida –>fuente de energía –> se oxida (más electronegativo**)
**Capacidad de ceder e- hacia una molécula más oxidada (más electropositiva)
*Las reacciones REDOX ocurren en pareja (donador/aceptor)
@ACEPTOR DE (e-) –> acepta e- –> molecula oxidada–> se reduce

Question 13

Potencial de reducción

Answer 13

*Tendencia inherente a donar o acepter e-
*La semireacción con el Eo’ más negativo procede como oxidación (se escribe en el sentido contrario)

Question 14

Transportadores intermediarios de e-

Answer 14

*Coenzima NAD+ –> su forma reducida es NADH (NAD+/NADH es un transportador de e- y H+) (transporta 2e- y 2H+)
**arriba en la cadena de redox pq NADH es un buen dador de e- y NAD+ un aceptor débil

Question 15

Quimioorganotrofía -
Heterotrofía

Answer 15

*Utilizar Carbono orgánico como fuente de energía y de carbono y como dador de e- y H +
*La fuente de energia es la glucosa
*según los aceptores de e-:
@Fermentación –> no tiene aceptor e- externo, se genera un producto orgánico intermedio, se produce una fosforilación a nivel sustrato (ATP).
@Respiración –>fosforilación oxidativa (citocromo-membrana), se genera una fuerza motriz protonica para sintetizar ATP (ATPasa)
El aceptor final de e- puede ser el O2 (respiración aerobio) o NO3-/SO3-2/FUMARATO/CO2 (Respiración anaerobia)

Question 16

QUIMIOORGANOTROFO:
FERMENTACIONES

Answer 16

*Ell sustrato siempre es un compuesto orgánico (azucar,
ácido orgánico,aa o base nitrogenada)
*Se produce una oxidación incompleta
*Fosforilación a nivel de sustrato para la síntesis de ATP –> Por la transferencia directa al ADP de un grupo fosfato desde un compuesto de alta energía generado en las reacciones catabólicas de oxidación del sustrato.
✗ ≈ P+ ADP –> ATP + ✗
*Utilizan la vía glucolitica de
Embden-Meyerhof-Parnas –> Degradación de glucosa sintetizando ATP mediante fosforilación a nivel
de sustrato en 2 etapas:
1.reacciones preparatorias para fosforilar la glucosa hasta obtener 2 gliceraldehído-3-p
2. Reacciones redox y se produce NADH, ATP y piruvato por cada G3P (2 piruvato)
*Se consumen 2 ATP se producen 4 ATP y 2 moléculas de NADH (2a estapa:oxidación)
3.Redución → El NADH debe oxidarse otra vez a NAD+ para que se produzca otra ronda de glicólisis, el piruvato es reducido por el NADH para formar los productos finales de la fermentación como pueden ser dadores de e- y H+ )
*Rendimiento final = 2ATP
✗ F. alcohólica , por levaduras. El piruvato re reduce a etanol con la consiguiente produccion de CO2 .
✗ F .láctica , por bacterias del ácido láctico. Lo reduce a lactato

Question 17

Respiración aeróbia

Answer 17

*Oxidación del piruvato
*O2 como aceptor final de e-
*transporte electronico en la membrana con diversas enzimas de oxido-reducción
*orden creciente de potencial de reducción positivo, con la NADH-desidrogenasa primero y al final el citocromo
*2 e- y 2H+ del NADH entrar a la cadera a traves de la deshidrogenasa;
esta los transfiere a la flavoproteína (siguiente en la cadena ) → se produce
una separacion entre H+ y e- .
*La cadena dona los e- y los H+ a un
aceptor terminal como el O2
*Durante el transporte de e- , se liberan iones H+ a la superficie externa acumulando OH- → Produciendo un potencial electroquímico

Question 18

Respiración anaerobica

Question 19

Quimiolitotrofia - Autotrofia

Answer 19

*Obtinene energía de los compuestos inorgánicos
*La mayoría de quimiliototrofos son también autótrofos –> necesita ATP y poder reductor
*Fuente de carbono –>CO2
*Algunos crecen como mixotrofos: pueden obtener energía de la oxidación de un compuesto inorganico, necesitan c. organicos como fuente de carbono (no son autotrofos) –> bacterias de H2 que no realizan el ciclo de calvin.
@Bacterias de H2 –> tiene 2 hidrogenasa, la hidrogenasa cede e- a la cadena trasportadora y se liberan protones.
*necesita el NADH como fuente de energía
*la hidrogenasa de membrana esta encargada de flujo de e- y la citoplasmática se une al hidrogeno para catalizar la reducción de NAD+ a NNADH.
@bacterias oxidadoras de hierro –> utilizan el sustrato más pobre hierro ferroso como donador de e- incluso a pH 1, crecimiento optimo pH 2 y 3
*bacterias habituales en ambientes contaminados, utilizan la cadena de transporte de e- hacia una NADH deshidrogenasa.
B . Oxidados de azufre → utilizar formas reducidas como fuente de energía .
Capaces de usar sulfhídrico , azufre elemental y tiosulfato .
Si hay sulfhídrico lo usan
y se acumula S .
( No usar los 3 a la vez ) . Cuando se gasta Hrs se usa S y si se
gasta este último se usa el 52032 ? Producto final de la oxidación : sulfato CSOLF)
X B .
nitrificantes : Pueden ser mimosas ( energía del amonio , en la mb y genera
nitrito parcialmente reducidas ) → lo usan las míticas ( no pueden utilizar Nltz )

Question 20

Fototrofia-Autotrofia

Question 21

Metabolitos precursores

Answer 21

ARRANCA TODAS LAS RUTAS DE BIOSÍNTESIS
*Se generan en el ciclo de pensotas fosfato, ciclo de krebs y glucolisis.