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.

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