TEMA 2.2 Flashcards
NUTRICIÓN Y METABOLISMO
Nutrición:
Proceso por el cual los seres vivos toman del medio ambiente nutrientes (orgánicos e inorgánicos) para llevar a cabo sus funciones vitales.
Principales nutrientes y sus funciones celulares
2.1. Agua
2.2. Fuente de Carbono (energía, hidrógeno y oxígeno)
2.3. Fuente de Nitrógeno
2.4. Fuente de Azufre
2.5. Fuente de Fósforo
2.6. Sales minerales
2.7. Factores orgánicos de crecimiento.
2.1. Agua
Mayor constituyente celular (99%)
fuentes de agua :
-Endógena: producto de las reacciones de óxido-reducción
-Exógena: medio ambiente ( siempre que aw citoplasma < aw exterior)
aw- actividad de agua 0-1
La mayoría de las bacterias viven en medios hipotónicos respecto a su citoplasma
2.2. Fuente de Carbono (energía, hidrógeno y oxígeno)
- el carbono forma parte de HC , proteinas y lipidos
2 fuentes de carbono:
- carbono inorganico
- moleculas organicas
carbono inorganico
Microorganismos autótrofos
CO2 -> papel estructural
Moléculas orgánicas
Microorganismos heterótrofos
-carbohidratos: glucosa
-lípidos
-aminoácios -etc
Papel estructural,
Papel energético (donan e-)
2.3. Fuente de Nitrógeno
Papel estructural
viene de aa, purinas , pyrimidinas , algunos HC y lipidos , cofactores enz y otras substancias
.
N inorgánico
- nitratos
NO2 -> NH4+
reduccion assimilatoria de nitratos - NH3 -> aminoacidos
- N2 -> NH3
-nitrógeno molecular
2 tipos :
1.N inorganico
2. N organico
N organico
protein
fuente de azufre
papel estructural - aa, biotina y tiamina
Tipos :
1.azufre inorganico
2. azufre organico
azufre inorganico
- a. sulfurico - reducido hasta H2S
transportado al interior de la celula por simporte con H+
y reducido por( sulfato reductasa asimiladoras
azufre organico
aa azufrados : metionina y cisteina
fuente de fosforo
papel estructural: fosfolipidos , nucleotidos , co factores , proteinas y otros
papel energetico : principal fuente de Pi ortofosfato
tipos de fosfato
- inorganico
- organico
fosfato inorganico
PO4 3- -> incorporacion directa al interior de celula
utilisado para prod lomeculas ricas en energia como 1,3 bifosfoglicerato
fosfato organico
hidrolisis de moleculas organicas por ( fosfatasas acias o alcalinas )
para formar acido fosforico
sales minerales
*Mantenimiento de la tonicidad y equilibrio iónico del medio interno.
*Procesos específicos: coenzimas o cofactores
dos tipos de sales minerales en la celula :
1.macronutrientes: Na, K, Ca, Mg y Fe El Fe se transporta por los sideróforos
2.micronutrientes: Mn, Zn, Co, Mo, Ni, Cu y otros.
Factores orgánicos de crecimiento
Compuestos orgánicos que no pueden ser sintetizados por un microorganismo y han de ser incorporados a los medios de cultivo.
tipos de factores organicos de crescimiento
a) Aminoácidos à proteínas
b) Purinas y pirimidinasàácidos nucleicos c) Vitaminasàcofactores de enzimas
d) Otros
Microorganismos prototrofos
No requieren factores orgánicos de crecimiento. Sintetizan todos sus componentes celulares
Microorganismos auxotrofos
Requieren algún factor orgánico.
Incapaces de sintetizar alguna molécula esencial
tipos nutricionales de bacterias
1.segun fuente de C
2. segun el tipo de energia
segun fuente de carbono
- carbono inorganico - autotrofo
- C organico - heterotrofo
segun el tipo de energia
- energia lumiosa : fototrofo
- energia quimica : quimiotrofo
tipos de organismo
1; fotolitoautotrofos - E-luz, e- -inorganico y C - CO2
- fotoorganoheterotrofos- E- luz e- organico y C organico
- quimiolitoautotrofos-
E- quimica e- inorganico
C C02 - quimioorganoheterotrofos
E- quimica e- organico C organico
2 tipos de reacciones
reacciones catabolicas:
obtencion de energia poder reductor y metabolitos -
reacciones anabolicas :
Síntesis de material celular
la energia tambien se utilisa en las actividades vitales como transporte activo de nutrientes , o movimiento flagelar
Metabolismo bacteriano:
Conjunto de reacciones químicas que permiten el crecimiento y multiplicación de un ser vivo.
obtencion de energia poder reductor y metabolitos -
Etapas del metabolismo
- entrada de nutrientes
- catabolismo
3 anabolismo - polimerizacion
5 . Ensamblaje
catabolismo
caracterisado por 2 reacciones:
1. sintesis de NADH
2. Obtencion de energia ATP
sintesis de poder reductor NADH* review formulas
-En el catabolismo se producen reacciones de oxidación
se obtiene en la oxidacion de compuestos organicos por la perdida de electrones y protones
NAD+ -transportador de electrones y protones
NAD+ + 2H+ + 2e->
NADH + H+ (poder reductor)
-utilisado en reacciones de biosintesis
Obtención de energía (ATP)* review formula
ATP: El almacén de energía
sintesis de ATP
a). Fosforilación a nivel de sustrato
b). Fosforilación oxidativa
c). Fotofosforilación
Fosforilación a nivel de sustrato
Un grupo fosfato se transfiere desde un compuesto orgánico al ADP y se forma ATP
En bacterias heterótrofas
b). Fosforilación oxidativa
Síntesis de ATP por el sistema ATPasa como consecuencia
del flujo de H+ a través de la membrana citoplasmática.
se pasa en :
Membrana citoplasmática (CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES)
Fotofosforilación
Síntesis de ATP por el sistema ATPasa como consecuencia del flujo de H+ a través de la membrana citoplasmática. El movimiento de e- y H+ es consecuencia de la luz.
- en las plantas
Síntesis de metabolitos precursores
Compuestos a partir de los cuales se originan otros necesarios para la vida del microorganismo
-> Vía Embden Meyerhoff Parnas
Anabolismo
-Síntesis de moléculas más complejas a partir de moléculas sencillas.
-Se requiere: poder reductor (NADH), energía (ATP) y metabolitos precursores (sólo 12 metabolitos precursores en E.coli).
-Se forman: aminoácidos, monosacáridos, nucleótidos, ácidos grasos.
Polimerización
Se originan los distintos polímeros: Polisacáridos, proteínas, DNA, RNA
Ensamblaje
-Se unen las distintas macromoléculas para dar lugar a las estructuras bacterianas
Entrada de nutrientes
Gram negativos:
Membrana externa (porinas), red de mureína, membrana citoplasmática (proteínas transportadoras).
-Gram positivos:
Red de mureína, membrana citoplasmática (proteínas transportadoras).
-A veces intervienen enzimas hidrolíticas.
Principales tipos nutricionales entre los microorganismos
fotoautotrofos- luz y CO2
Fotoheterótrofos - light
organic C
Quimioautótrofos - inorganic energy souce
CO2
Quimioheterótrofos - organic energy source
organic carbon source
tipos de metabolismo:
- respiracion
- fermetacion
- fotosintesis
Tipos de respiracion
- aerobia
- anarobia
respiracion
- donador de electrones -> puede ser un compuesto organico o inorganico
-acceptor de electrones -> exogeno - O2 para resp aerobia
NO3, SO4, fumarato - resp anaerobia
sintesis de ATP:
- fosforilacion a nivel de sustrato
-fosforilacion oxidativa (CTE y ATPasa
Respiración aerobia
- Oxidación de la glucosa
- desde pirúvico a CO2
Oxidación de la glucosa hasta piruvato
- mesma para fermentacion , etapa anaerobia
hay diferentes rutas :
1- Ruta de Embden-Meyerhoff Parnas o Glucolítica (EMP)
2- Ciclo de las pentosas fosfato (PP)
3- Ruta de Entner- Doudoroff (ED)
- hay producion de ATP apartir de la fosforilacion a nivel de sustrato que produce NADH
desde pirúvico a CO2
incluye el ciclo de krebs que prod CO2 , ATP, en forma de GTP, metabolitos precursores , NADH y FADH2
estes ultimos participan en la CTE
El NADH entra en la c.t.e y se oxida. Se forma ATP
y utilisa el O2 como accceptor final de electrones
Componentes de la cadena de transporte de electrones
NADH deshidrogenasa (CI)
Flavoproteínas: FAD, FMN
Fe-S: Ferroproteínas azufradas (CII)
Co Q: Quinonas 5co enz Q)
Cyt: Citocromos (C)
-Tienen una orientación determinada -Unos transportan e- y otros e- y H+ -Varían según el microorganismo
Funcionamiento de la CTE
NADH -> CI -> CII-> CO Q -> CIII -> Cyt c-> CIV -> atpasa
finalidad
oxidar NADH
-formar ATP por fosforilación oxidativa
Respiración anaerobia
-Es análoga a la aerobia, se diferencia en que el aceptor final es diferente al oxígeno. Se obtiene menos energía ex utilisacion de NO3-
ultimo acceptor - nitrato reductasa
NO2 + 2H+ -> NO3+
NO2 + H2O -> NO3+
si no hay no3 hace fermentacion y obtiene energia a partir de fosforilacion a nivel de sustrato
Fermentación
Donador de electrones: Sustancias orgánicas
-No hay oxidación total
-El producto resultante se acumula en el medio
*Aceptor de electrones: Endógeno
-No interviene el oxígeno
*Síntesis de ATP: Fosforilación a nivel de sustrato
fermentacion de glucosa
-Ruta de Embden-Meyerhoff Parnas o Glucolítica (EMP)
En una primera etapa se produce una oxidación y luego una reducción
el donador de e- -> glucosa
el acceptor final -> piruvato
despues se forma un compuestoorganico reducido que se acumula en el medio
Fosforilación a nivel de sustrato
Tipos de fermentación* look at bacterias
Alcolica - ethanol + CO2
homolactica - lactico
heterolactica- lactico + ethanol + CO2
propionica - Propionico +acetico +CO2
acido mixta - ethanol+ 2,3 butanodiol+succinico+lactico+acetico+formico+H2+CO2
butanodialica- 2,3 butanodiol, ethanol, lactico, H2 y CO2
butririca - butirico , acetico, H2,CO2
Fermentación alcohólica
glu -> piruvato ( prod de ATP) -> acetaldehido (prod de CO2) -> ethanol(prod de NADH2
bacterias - Saccharomyces, Zymomonas
- Bebidas alcohólicas (cerveza, vino)
Fermentación ácido-mixta
Enterobacterias
- utilisada para separar y distiguir enterobacterias
prod de lactico, succinico,formico, ethanol, acetico
fermentaciones lacticas
- heterolactica :
utilisan Vía de las pentosas fosfato
- CO2 , acido lactico y ethanol
Leuconostoc , algunos Lactobacillus, Bifidobacterium - fermentacion homolactica
formacion de acido lactico
Streptococcus, Pediococcus y algunos Lactobacillus
Fabricación de quesos, yogures, leches fermentadas, encurtidos
Fermentación butanodiólica
Enterobacterias
prod de butanodiol , acetoina
Fermentación propiónica
ácido pirúvico
ácido propiónico, ácido acético, CO2
Ej: Clostridium, Propionibacterium -Fabricación queso suizo
Importancia de las fermentaciones
- Aplicación industrial
- Identificación taxonómica de los microorganismos
Enterobacterias: fermentación ácido-mixta y butanodiólica
- Efecto protector en el cuerpo humano
Ej: bacterias ácido lácticas: protegen el intestino de patógenos
-Alteración de alimentos: fermentaciones de aminoácidos (indol, putrescina, cadaverina)
-Protección frente a la degradación de los alimentos (ácidos)
-Mejora del sabor de los alimentos (diacetilo)
Fotosíntesis
Energía luminosaàEnergía química.
-Los pigmentos fotosintéticos sufren oxidaciones por acción
de la luz.
-El movimiento de electrones en una c.t.e permiten la síntesis de ATP (fotofosforilación) y NADPH.
los protones transportados pela luz causan la fuerza proton motriz y producen ATP
utilisan CO2 -< biosintesis
Tipos de fotosíntesis
- fotosintesis oxigenica
- fotosintesis anoxigenica
Fotosíntesis oxigénica
-Producción de oxígeno -Pigmentos clorofila
- cianobacterias
Fotosíntesis anoxigénica
-NO producción de oxígeno -Pigmentos bacterioclorofila
ex Bacterias rojas
Bacterias verdes Heliobacterias
- Tipos de bacterias respecto a sus requerimientos de oxígeno y tipo de metabolismo
1.Aerobios estrictos- en cima del tubo
metabo : respiracion aerobia
- Anaerobios facultativos- en todo tubo
metabo: Respiración aerobia, Respiración anaerobia y fermentacion
- Anaerobios estrictos- en bajo del tubo
metabo: Respiración anaerobia, Fermentación
