Metabolismo Bacteriano

Microbiología – Mip 133

Maestra Altagracia Jiménez Díaz

Todas las reacciones bioquímicas en una célula: tanto anabólicas como catabólicas.

Metabolismo

Reacciones Metabólicas

Reacciones

metabólicas.

CatabólicasDe

degradación.Exergónica

AnabólicasDe Síntesis.Endergónica

Libera energía

.consum

e energía

Catalizador biológico producido por un

organismo.

Enzimas

Enzima

Enzima.

Corresponden a dos clases

Proteínas Complejas.

Proteínas Simples

Dependiendo de donde

actúan

Extracelulares,

exocelulares o

exoenzimas.

Intracelulares,

endocelulares o

endoenzimas.

Tipos de EnzimasEnzimas

Extracelulares• Efectúan

cambios precisos en los nutrientes del ambientes externo para que puedan ser transportados al interior de la célula.

Enzimas Intracelulares

• Sintetizan el material celular y degradan los nutrientes

Propiedades fisicoquímicas de las enzimas

•Se desnaturalizan con el calor.

•Se precipitan con el etanol o con concentraciones elevadas de sales inorgánicas.

•No dializan o difunden, a traves de membranas semipermeables o selectivas.

Formación de la Holoenzima

Características de las Enzimas

Alto poder catalítico.

Alto grado de especificidad por los sustratos.

Sistemas Enzimáticos

Enzimas BacterianasEnzimas Bacterianas

Enzimas ConstitutivasSu formación no depende de un

sustrato especifico

Enzimas AdaptativasSu formación depende de la

presencia de un sustrato

Condiciones que afectan la actividad enzimática

1 •Concentración de la enzima.

2 •Concentración del sustrato.

3 •PH

4 •Temperatura.

Reacciones Fundamentales

1 •Reducción: incorporación de hidrogeno o electrones

2 •Oxidación: separación de hidrogeno o electrones

3 •Deshidratación. perdida de una molécula de agua del sustrato

4 •Hidrólisis: Introducción de agua en un enlace especifico del sustrato

5 •Desaminación: Separación de un grupo amino (NH2)

6 •Descarboxilización: separación de CO2 de un grupo carboxilo (COOH)

7 •Fosforilación: Adición de un grupo fosfato a una molécula orgánica

Nomenclatura de las enzimas

Reglas para nombrar y clasificar las enzimas

-asa•Se usa para una sola enzima. Ejemplo: catalasa.•Ureasa•Gelatinasa•Triptofanasa

Sistema•Cuando se desea nombrar un conjunto de enzimas que catalizan un conjunto de reacciones. Ejemplo: Sistema Succinatooxidasa.

Mecanismo de acción general de las enzimas sobre un sustrato dado

Naturaleza y mecanismo de acción enzimática

Inhibición de la acción enzimática

Inhibición de la acción enzimática.

Reversible

Competitiva

No competitiv

a

Irreversible

Metabolismo Bacteriano

1 •Anabólicas o biosinteticas.

2 •Catabólicas o energéticas.

Nutrientes.

Sustancias extracelulares de donde la célula obtiene energía para poder llevar a cabo la síntesis de sus componentes celulares indispensables para sus funciones vitales.

Condicionantes fisicoquímicos del crecimiento bacteriano

1- Concentración de iones de Hidrogeno: pH.

Bacterias acidogénicas. Bacterias acidofilas. Bacterias aciduricas.

Cont....2- Temperatura.

Baja Media Alta

Bacterias psicrofilas. Bacterias Mesófilas. Bacterias Termófilas.

Cont.…3- Presión Osmótica.

Medio Hipertónico Medio Hipotónico Medio Isotónico

Cont.…4- La luz y otros

tipos de radiación.

5- Potencial de oxido- reducción.

•Bacterias aerobias.•Bacterias anaerobias.•Bacterias microaerofilas.

6- Presencia de dióxido de carbono.

7- Nutrientes como fuente de energía.

•Autótrofas.•Heterótrofas.

7- Nutrientes como fuente de energía

Autotróficas.Autótrofas

Fototroficas.

Autótrofas quimiolitotroficas.

Nutrientes necesarios para las bacterias.

1 Nutrientes Básicos.

Macronutrientes.

1- Agua.2- Carbono.

3- Nitrógeno.4- Fosforo.5- Azufre.

6- Cationes.

Micronutrientes.

Cobre – Cobalto – zinc – molibdeno – manganeso.

Cont. 2 •Metabolitos esenciales

3 •Factores de Crecimiento.

4 •Factores estimulantes.

Cont.

Factores de CrecimientoAminoác

idos esencial

es precursores de proteína

s.

Vitaminas.

Bases puricas

y primidic

as.

Otros factores

.

Origen de los nutrientes Bacterianos

Origen de los nutrientes bacterianos.

Fuente Exógena

Fuente interbacterianas.

Degradativa

Excretora

Fuente endógena

Medios de Cultivo•Medios sintéticos o químicamente definidos.•Medios naturales o químicamente no definidos.

Origen.

•Líquidos.•Sólidos.•Semisólidos.

Consistencia

Cont. Medios de cultivo

•Medios simples.•Medios enriquecidos.•Medios selectivos.•Medios diferenciales.•Medios de enriquecimiento.•Medios de recuento.•Medios de transporte.

Composición

y utilizac

ión.

Medios de cultivosLa formula básica de los medios de cultivos: Agua Cloruro de sodio Peptonas Extractos de carne o levadura

Fuentes de EnergíaEnergía radiant

e.Energía Químic

a.

Mecanismo de transmisión de energía química

Mecanismos de

transmisión de energía

química

Respiración

Aerobia Anaerobia

Fermentación

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LAS EXIGENCIAS RESPIRATORIAS

La respiración y la fermentación son los dos mecanismos de que dispone la célula viva para proveerse de energía; ambos llevan a cabo la oxidación del sustrato.

La condición de aerobio o anaerobio puede ser estricta. Es decir ser una necesidad especifica, en tal caso recibe el nombre de anaerobio obligatorios o aerobios obligatorios, posiblemente este ultimo grupo posee enzimas esenciales, las cuales funcionan únicamente en el estado reducido y son particularmente sensibles a la inactivación del oxigeno.

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LAS EXIGENCIAS RESPIRATORIAS

Otras son facultativas y son capaces de vivir aeróbica o anaeróbicamente.

Microaerofilicos : han sido llamados aquellos organismos que requieren oxigeno libre en menor concentración que la existente en la atmósfera.

Medio de cultivo para el estudio de la respiración bacteriana es el Caldo de Thioglicolato

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Tipos de respiración bacteriana

Aerobia: crece en la superficie del tubo Anaerobia: crece en la profundidad del tubo de caldo de thioglicolato de sodio.

Microaerofilica: crece debajo de la zona oxigenada del tubo de caldo de thioglicolato de sodio.

Facultativa: crece en todo el tubo de caldo de thioglicolato de sodio.

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La respiración bacteriana Medio de cultivo Caldo de thioglicolato de

sodio y el indicador de oxigeno resazurina, azul

metileno y otros

Glucolisis(Reacción de catabolismo)

1 •Es el rompimiento de la glucosa.

2 •Se lleva a cabo en el citoplasma.

3 •El producto final de la glucolisis es el piruvato.

4 •No necesita de la presencia de oxigeno.

Fermentación

Fermentación

Bacterias heterofermentati

vas

Bacteria homofermentativ

as

Vía o ciclo de la pentosa fosfato

Catabolismo de los carbohidratos

Carbohidratos.

Carbohidratos simples.

Monosacáridos.

Carbohidratos complejos.

Polisacáridos. Trisacáridos Disacáridos.

Degradación de los Monosacáridos

Glucosa Enzima

Energía

Productos Finales.

Enzima

Ciclo del Acido Cítrico

Reacciones

•Es aquella en la que el piruvato se convierte en acetilo, libera Co2 y electrones de alta energía que son transportados por el NADH.

Reacción de

transición.

•Secuencia de reacciones de oxidación - reducción para la generación de ATP.

Cadena de

transporte electrónic

o.

Proteínas

1•Principales compuestos nitrogenados de todos

los sistemas biológicos.•Se componen de 20 aminoácidos unidos por

enlaces peptidicos.

2•Todos los aminoácidos presentan una

estructura compuesta por carbono unido a 4 grupos funcionales diferentes:

•Un grupo amino ; Un grupo carboxílico ; un hidrogeno; un grupo variable que se representa por las letras GV.

AminoácidosAminoácid

os.

Proteína o polipéptid

o.

Péptidos.

Catabolismo de Proteínas

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prueba Sustrato Enzima Producto final Interpretación

urea Caldo de Urea ureasa Amoniaco Fucsia+Limoncillo-

indol Caldo triptonado o peptonado

Triptofanasa Indol Añadir KovacsAnillo rojo+Anillo amarillo-

Gelatina Gelatina Gelatinasa LicuaciónIrreversible

Refrigerar Liquida +Gelifica -

Lisina Lisina Iron Agar (LIA)

Descarboxilasa

Desaminasa

Cadaverina

Ácido alfa ceto carbónico

Fondo morado+ Fondo amarillo-

Superficie rojo con fondo amarillo+ Sin cambio-Precipitado negro H2S

Proteólisis: Acción de las bacterias sobre las proteínas

Catabolismo de los lípidos

Reproducción y desarrollo bacteriano

Fisión Binaria Transversa.

Ciclo de desarrollo normal de los cultivos bacterianos

Latencia o rezago

• Durante la cual ocurre actividad metabólica vigorosa, pero las células no se dividen.

• Esta puede durar de algunos minutos a muchas horas.

Logarítmica o exponencial

• Las células se multiplican regularmente a ritmo constante.

• En condiciones apropiadas el desarrollo es optimo.

Estacionaria

• El desarrollo comienza a disminuir debido al agotamiento de nutrientes y producción de sustancias toxicas.

• Hay un equilibrio entre las bacterias vivas y las que mueren.

Muerte o declinación

• Las bacteria empiezan a morir rápidamente debido al agotamiento de sustancias nutritivas esenciales y acumulación de productos inhibitorios, en especial ácidos.

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