METABOLISMO BACTERIANO

METABOLISMO BACTERIANO

Introducción

El metabolismo es el conjunto de reacciones fisicoquímicas que se llevan a cabo dentro de la célula;  la palabra metabolismo viene del griego metabole que significa cambio o transformación, por ello el metabolismo implica la modificación de ciertas sustancias generadoras de energía   como grasas y carbohidratos  que le permiten a la bacteria llevar a cabo funciones esenciales para su desarrollo como son:  movimiento, reparación, división, nutrición entre otras; el metabolismo le permite a la célula degradar (catabolismo) y sintetizar (anabolismo) sustancias a partir de otras que pueden ser mas simples o mas complejas, esto lo hace a través de una serie de reacciones en cadena denominadas rutas metabólicas las cuales al ser llevadas a cabo por el microorganismo  van a generar ciertos productos importantes para el desarrollo bacteriano, éstas rutas metabólicas son dirigidas por las enzimas quienes  catalizan todas las reacciones y son especificas para cada una de éstas.

El término metabolismo se refiere al conjunto de reacciones químicas que se producen en la célula y que a su vez tiene  tres funciones específicas. La primera es obtener energía química del entorno y almacenarla para luego usarla en diferentes funciones celulares. La segunda es convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la célula bacteriana y  la tercera función es formar y degradar moléculas necesarias para cumplir funciones celulares específicas, por ejemplo: movilidad y captación de nutrientes. El metabolismo se produce por secuencias de reacciones catalizadas enzimáticamente y se divide en anabolismo y catabolismo.

Anabolismo: El proceso por el cual la célula bacteriana sintetiza sus propios componentes a partir de moléculas sencillas, muchos de los productos del anabolismo son utilizados en la biosíntesis celular; éste tipo de reacciones requieren de energía la cual  es tomada  por reacciones catabólicas que le permite a la bacteria desarrollarse y multiplicarse.

Catabolismo: son  reacciones de degradación en las que macromoléculas son degradadas para la formación de moléculas mas sencillas  que requiere la bacteria para su nutrición y desarrollo, además de la producción de éstas moléculas  de fácil asimilación un producto esencial en las reacciones catabólicas es la energía la cual es utilizada en  el anabolismo como se menciono anteriormente.

Bioelementos: Son elementos químicos también llamados  elementos biogenésicos (formadores de vida, bios, que significa "vida" y, génesis, "origen" o "formación") intervienen en la conformación de los seres vivos. Se clasifican en macronutrientes y micronutrientes.

Macronutrientes: son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyendo el 95% de la masa total de todos los seres vivientes y entre ellos se encuentran C, H, O, N.

• Carbono: es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. puede unir sus átomos para formar largas cadenas que, a su vez, son los componentes básicos de las sustancias orgánicas, como el caso de las biomoléculas proteínas, los lípidos  y los carbohidratos.
• Hidrogeno: Cada microorganismo tiene un rango de pH en cual puede crecer y un pH óptimo bien definido. Según en el pH que se obtenga mayor rendimiento, encontramos microorganismos acidófilos, neutrófilos (la mayoría de interés médico) y alcalófilos, que crecen bien en pH ácidos, neutros y alcalinos respectivamente.
• Para la mayoría de las bacterias de interés médico, el pH óptimo es de 7,2 a 7,6. Sin embargo, hay microorganismos humanos como M. tuberculosis que resisten valores muy bajos de pH.
• Agua: es un requerimiento esencial para todo ser vivo y la disponibilidad de ésta es un factor importante que afecta el crecimiento de las bacterias en sus ambientes naturales ya que estas están constituidas por un 90% ce agua.
• Nitrógeno: es el constituyente fundamental de los acidos nucleicos, de las lipoproteínas de membrana citoplasmática de las bacterias gramnegativas. Algunas  bacterias fijan nitrógeno atmosférico a sales de amonio.

Micronutrientes: necesarias en bajas proporciones.

• Azufre: los aminoácidos cisteína, metionina, haciéndolo necesario para los organismos vivos y los enlaces disulfuro entre polipéptidos son de gran importancia para la estructura y ensamblaje de las proteínas.
• Fósforo: forma parte de las moléculas de ADN y ARN, las células lo utilizan para almacenar y transportar la energía mediante el adenosín trifosfato. Además, la adición y eliminación de grupos fosfato a las proteínas, fosforilación y desfosforilación, respectivamente, es el mecanismo principal para regular la actividad de proteínas intracelulares.
• Sodio: El catión sodio (Na+) tiene un papel fundamental en el metabolismo celular, mantiene la osmolaridad y  participa en la absorción de nutrientes por las células.
• Potasio: Esta involucrado en el mantenimiento del equilibrio normal del agua, el equilibrio osmótico.

Las bacterias requieren aporte continuo y de acceso inmediato de energía, que es usada en procesos de:

DIFUSIÓN

La difusión implica el movimiento al azar de moléculas individuales o de iones y resulta en el movimiento neto a favor de un gradiente de concentración.

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• Difusion pasiva: contragradiente a través de la membrana citoplasmática; pasan iones de H2O O2 Y CO2
• Difusión facilitada: pasan nutrientes al citoplasma entra glicerol, carbohidratos como glucosa  a través de:

Proteínas de membrana o carrier: se encuentran en la membrana plasmática y son altamente selectivas. Lo que determina qué moléculas puede transportar es la configuración de la proteína, o sea, su estructura terciaria o, en algunos casos, cuaternaria

En el sistema de transporte más simple, conocido como uniporte, un soluto en particular se mueve directamente a través de la membrana en una dirección. En el tipo de cotransporte conocido como simporte dos solutos diferentes se mueven a través de la membrana, simultáneamente y en el mismo sentido. En otro tipo de sistema de cotransporte, conocido como antiporte, dos solutos diferentes se mueven a través de la membrana, simultánea o secuencialmente en sentidos opuestos. La bomba Na+ - K+ es un ejemplo de sistema de cotransporte que implica un antiporte.

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