METABOLISMO MICROBIANO

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METABOLISMO MICROBIANO
No puede haber vida sin una fuente de energía.

• María Cecilia Arango Jaramillo

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FASES DEL METABOLISMO

• ANABOLISMO  Formación o síntesis de compuestos
  químicos
• CATABOLISMO  Degradación o descomposición de
  compuestos

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TRANSPORTADORES DE ENERGÍA
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COMPUESTOS RICOS EN ENERGÍA 

• Compuestos ricos en energía 
• Adenosina trifosfato ( ATP )
• Guanosina trifosfato ( GTP )
• Acetil fosfato
• Ácido 1,3-difosfoglicérido
• Ácido fosfoenolpirúvico ( PEP )

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El ATP actúa como transportador de energía o como
intermediario entre aquellas reacciones que
proporcionan energía y las que la consumen.
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UTILIZACIÓN DE LA ENERGÍA POR LOS MICROORGANISMOS
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• La célula microbiana utiliza la energía para
• El movimiento.
• La producción de calor.
• La electricidad.
• Biolumniscencia.

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La célula microbiana utiliza la energía química
para 

• Sintetizar grandes moléculas a partir de otras
  más pequeñas.

• Transportar sustancias hacia la célula microbiana
  y organizarlas en su interior.
• Sacar las sustancias de desecho de la célula
  microbiana o para realizar la secreción

• El trabajo mecánico de las célula microbianas.

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• Transporte de Nutrientes.
• Difusión simple o pasiva
• Difusión facilitada
• Traslocación en grupo
• Transporte activo

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OBTENCIÓN DE LA ENERGÍA CELULAR

• La célula microbiana obtiene su energía de dos
  maneras 
• Degradando compuestos y liberando su energía
• Almacenando la energía lumínica del sol mediante
  el proceso de fotosíntesis.

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Los procesos por los cuales los microorganismos
obtienen su energía son

• FOTOSÍNTESIS
• QUIMIOSÍNTESIS
• RESPIRACIÓN
• Aeróbica
• Anaeróbica
• Fermentación

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FOTOSÍNTESIS
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• Naturaleza de la luz

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FOTOSÍNTESIS

• La fotosíntesis es el proceso que convierte la
  energía lumínica en energía química

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Estructura del cloroplasto y de las membranas
fotosintéticas.

• Los organismos fotosintéticos procariotes y
  eucariotes poseen sacos aplanados o vesículas
  llamadas tilacoides, que contienen los pigmentos
  fotosintéticos
• Pero solamente los cloroplastos de los eucariotes
  están rodeados por una doble membrana.

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• Excitación de la molécula de clorofila

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(No Transcript)
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• FASES
• DE LA FOTOSÍNTESIS

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• Fase lumínica

12 H2O
18 ATP 12 NADPH2 6 O2
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Productos de la fase lumínica y reacciones de la
fase oscura

• 6CO2 18 ATP 12 NADPH2
• ? Enzima
• C6H12O6P 18 ADP 17 P inorgánico 12 NADP
• Hexosa

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Ciclo de Calvin o del C3
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• Fotosíntesis reacciones de luz y oscuridad

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• Por medio del ciclo del carbono, todas las
  célula microbianas, autótrofas o no, pueden
  utilizar el bióxido de carbono.

• La conversión de CO2 en compuestos orgánicos
  requiere energía.

• NO FOTOSINTÉTICOS
• Obtienen energía para sintetizar compuestos
  orgánicos del desdoblamiento de otros compuestos
  orgánicos preexistentes.
• No hay ganancia en la cantidad total de
  compuestos orgánicos.
• Transforman biomasa.

• FOTOSINTÉTICOS
• Forman compuestos orgánicos durante la
  fotosíntesis
• Utilizan energía procedente de la luz
• Aumentan la cantidad total de compuestos
  orgánicos. Sintetizan biomasa.

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QUIMIOSÍNTESIS
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• LAS BACTERIAS QUIMIOSINTÉTICAS
• No necesitan nutrientes orgánicos porque utilizan
  bióxido de carbono para producir sus nutrientes
• Obtienen la energía de la oxidación de compuestos
  inorgánicos como hidrógeno molecular, amoníaco,
  nitrito, tiosulfato, etc.
• Los electrones resultantes entran en la cadena
  respiratoria con producción de ATP.

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RESPIRACIÓNDESASIMILACIÓN DE COMPUESTOS
ORGÁNICOS Y LIBERACIÓN DE ENERGÍA
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• RESPIRACIÓN Proceso por el cual la célula
  microbiana libera la energía almacenada en los
  alimentos.
• Respiración aerobia.
• Fermentación
• Respiración anaerobia.

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RESPIRACIÓN AERÓBIA

• C6H12O6 6 O2
• 
  ? Enzimas
• 6CO2 6 H2OEnergía (38 ATP)
• ?G -686 Kcal

http//www.umb.edu.co/umb/cursos/Bioquimica/Modulo
3/mod3a.htm
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Rata de producción de energía por combustión y
por respiración celular
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La glucólisis, ruta metabólica común a todos los
organismos
31
(No Transcript)
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A partir la glicólisis pueden darse la
respiración aerobia o la anaerobia.
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Ciclo de Krebs o Ciclo del ácido
tricarboxílico (ATC)
34
(No Transcript)
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El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede
resumir en la siguiente forma

• Acetil-CoA 3H2O 3NAD FAD ADP Pi
• ?
• 2CO2 CoA 3NADH2 FADH2 ATP

• Una molécula de glucosa da lugar a dos de acetil-
  CoA, que pueden entrar en este ciclo
• El total será el doble del indicado en esta
  reacción

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• Fosforilación oxidativa formación directa de ATP
  a partir de ADP y Pi

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• La ATPasa utiliza el potencial eléctrico que se
  crea por la diferencia entre la concentración de
  protones (H) entre el lado externo y el lado
  interno de la membrana interna de la mitocondria
  una verdadera pila voltáica biológica

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(No Transcript)
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• CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO
• Secuencia de reacciones de oxidación-reducción
  para la generación de ATP.

• La cadena se acopla al ciclo de Krebs para
  convertir la energía liberada en él, en ATP--gt
  fosforilación oxidativa.
• Capta electrones a partir de compuestos reducidos
  y los transfire al aceptor final, el oxígeno,
  con la consiguiente formación de agua.

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• Rendimiento total en ATP por molécula de glucosa

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El rendimiento total en ATP por respiración
aeróbica a partir de una molécula de glucosa

• La oxidación completa de la glucosa, vía
  glucólisis, ciclo ATC y cadena respiratoria, se
  resume en la reacción siguiente
• C6H12O6 6O2
• ?
• 6CO2 6H2O 38 ATP ( 686 Kcal)

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FERMENTACIÓN O RESPIRACIÓN ANAEROBIA

• GLUCOSA
• ? Glucólisis
• 2C3H4O3 (ácido pirúvico) 4H
• ?
• 2C2H5OH 2CO2 2 ATP
• Alcohol etílico Dióxido de carbono
  Energía

• En ausencia de oxígeno, para actuar como aceptor
  final, el ácido pirúvico sirve a sí mismo como
  aceptor.

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Cuando el aceptor de electrones es un ácido
orgánico se le llama fermentación, cuando el
aceptor es una sustancia inorgánica como NO2,
NO3, SO4, CO3 y fumarato
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Diferentes rutas de fermentación
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Catabolismo de los lípidos
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Todos los compuestos de esta reacción entran a
la vía glucolítica.
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Oxidación de los ácidos grasos
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CATABOLISMO DE PROTEÍNAS

• Las proteínas son demasiado grandes para
  atravesar las membranas
• Los microorganismos excretan proteasas que
  hidrolizan las proteínas exógenas a péptidos.
• Proteasas Peptidasas
• Proteínas-----? Péptidos-------? Aminoácidos

• Los esqueletos carbonados de los aminoácidos
  entran en el ciclo atc para sufrir una mayor
  oxidación vía acetil coa, ácido cetoglutárico,
  ácido succínico, ácido fumárico o ácido
  oxaloacético

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RUTAS DE OTROS COMPUESTOS EN LA RESPIRACIÓN
AERÓBICA