METABOLISMO MICROBIANO
las reacciones químicas de un organismo vivo se conoce con el nombre de metabolismo
REACCIONES ANABÓLICAS Y CATABÓLICAS
CATABÓLISMO
Conducen a la degradación de moléculas orgánicas complejas en sustancias más simples
Las reacciones catabólicas en general
liberan energía.
ANABÓLISMO
Designa las reacciones químicas en las que sustancias más simples se combinan para formar moléculas más complejas
Las reacciones catabólicas en general consumen energía
ENZIMAS
son proteínas producidas por células vivas
Función consiste en catalizar reacciones químicas mediante la reducción del umbral de energía de activación
Los nombres de las enzimas en general finalizan con el sufijo ASA
COMPONENTES DE LAS ENZIMAS
La mayoría de las enzimas son holoenzimas compuestas por:
fracción proteínica (apoenzima)
fracción no proteínica
(cofactor)
ACTIVIDAD
ENZIMÁTICA
las enzimas experimentan un proceso de desnaturalización y pierden sus propiedades catalíticas
la actividad enzimática aumenta a medida
que aumenta la concentración de sustrato
Los inhibidores competitivos compiten con el sustrato normal
por el sitio activo de la enzima
Los inhibidores no competitivos actúan sobre otras regiones de la apoenzima o sobre el
cofactor y disminuyen la capacidad de la enzima de combinarse con su sustrato normal.
INHIBICIÓN POR RETROALIMENTACIÓN
La inhibición por retroalimentación tiene lugar cuando el producto final de una vía metabólica
inhibe la actividad de una enzima cerca de comienzo de la vía.
RIBOZIMAS
Las ribozimas son moléculas de RNA enzimáticas que cortan y empalman el RNA de las células eucariontes
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
REACCIONES DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN
OXIDACIÓN
la eliminación de uno o más electrones de un sustrato
REDUCCIÓN
una sustancia implica la ganancia de uno o más electrones
GENERACIÓN DE ATP
La energía liberada durante ciertas reacciones metabólicas puede ser captada para formar ATP a partir de ADP y fosfato
Durante la fosforilación a nivel del sustrato se agrega un fosfato de alta energía al ADP, proveniente de un intermediario del catabolismo
Durante la fosforilación oxidativa, se libera energía a medida que los electrones atraviesan una serie de aceptores de electrones y finalmente pasan al O2 a otro compuesto inorgánico
Durante la fotofosforilación la energía proveniente de la luz es captada por la clorofila y los electrones atraviesan una serie de aceptores de electrones
La transferencia de electrones libera
energía que se utiliza para la síntesis de ATP
VÍAS METABÓLICAS DE PRODUCCIÓN
DE ENERGÍA
Una serie de reacciones químicas catalizadas por enzimas y denominadas globalmente vías metabólicas
el almacenamiento de energía en moléculas orgánicas y la liberación de energía desde estas moléculas
CATABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO
La mayor parte de la energía de una célula deriva de la oxidación de los hidratos de carbono
El hidrato de carbono que se utiliza con mayor frecuencia es la glucosa
Los dos tipos principales de catabolismo de la glucosa
la respiración
celular
En la cual la glucosa experimenta una degradación completa
la fermentación
En la cual experimenta una
degradación parcial
GLUCÓLISIS
Representa la vía de oxidación de glucosa más frecuente. El producto final es el ácido pirúvico
A partir de una molécula de glucosa se producen 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH.
RESPIRACIÓN CELULAR
Durante la respiración tiene lugar la oxidación de moléculas orgánicas, La energía generada deriva de la cadena transportadora de electrones
Respiración aerobia
el O2 actúa como aceptor final de
electrones
En los procariontes aerobios la oxidación completa de una molécula de glucosa mediante la glucólisis, el ciclo de Krebs y la
cadena transportadora de electrones genera 38 moléculas de ATP
En los eucariontes la oxidación completa de una molécula de glucosa genera 36 moléculas de ATP
Respiración anaerobia
el aceptor final de electrones en general es otra molécula inorgánica en lugar del oxígeno
La producción total de ATP es menor que durante la respiración aerobia porque en condiciones anaerobias sólo funciona
una parte del ciclo de Krebs
FERMENTACIÓN
La fermentación libera energía a partir de azúcares u otras moléculas
orgánicas por oxidación.
No necesita de Oxigeno
La fosforilación a nivel del sustrato produce dos moléculas de ATP
En la fermentación del ácido láctico el ácido pirúvico es reducido por NADH para formar ácido láctico
Los fermentadores heterolácticos pueden usar la vía de las pentosas fosfato para producir ácido láctico y etanol
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS Y LAS PROTEÍNAS
Las lipasas hidroiizan los lípidos para formar glicerol y ácidos grasos
Los ácidos grasos y otros hidrocarburos son catabolizados por beta oxidación
- Los productos del catabolismo genera una nueva degradación durante la glucólisis y el ciclo de Krebs. - Para poder ser catabolizados los aminoácidos se deben convertir en distintos compuestos que ingresen en el ciclo de Krebs.
Esta conversión se produce mediante transaminación, descarboxilación
y deshidrogenación
FOTOSÍNTESIS
La conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía química
la energía química se utiliza para el proceso de fijación del carbono
FOTOFOSFORILACIÓN
La clorofila a es utilizada por las plantas verdes, las algas y las cianobacterias
la clorofila circulan por una cadena transportadora de electrones en la cual se produce ATP por quimioósmosis.
fotofosforilación cíclica
los electrones retornan a la clorofila
fotofosforilación no cíclica
los electrones se utilizan para
reducir NADP+
MECANISMOS PROUCTORES DE ENERGIA
La luz solar se convierte en energía química mediante reacciones de oxidación y reducción
Los quimiótrofos pueden aprovechar esta energía química.
En las reacciones de oxidación y reducción la energía deriva de la transferencia de electrones
DIVERSIDAD METABÓLICA
Los organismos fotoautótrofos obtienen energía por fotofosforilación y fijan el carbono
Las cianobacterias son organismos fotótrofos oxigénicos. Las bacterias verdes y púrpuras son organismos fotótrofos anoxigénicos
Los fotoheterótrofos utilizan luz como fuente de energía y un compuesto orgánico como fuente de carbono y donador de electrones.
Los quimioautótrofos utilizan compuestos inorgánicos como fuente de energía y dióxido de carbono como fuente de carbono
Los quimioheterótrofos utilizan moléculas orgánica
complejas como fuentes de energía y carbono
2: Los anaerobios obligados son envenenados por el oxígeno, por lo que se reúnen en el fondo del tubo donde la concentración de oxígeno es más baja.
3: Los anaerobios facultativos pueden crecer con o sin oxígeno porque pueden metabolizar energía aeróbica o anaeróbicamente. Se reúnen principalmente en la parte superior porque la respiración aeróbica genera más trifosfato de adenosina (ATP) que la fermentación o la respiración anaeróbica
5: Los organismos aerotolerantes no requieren oxígeno ya que metabolizan energía anaeróbicamente. A diferencia de los anaerobios obligados, sin embargo, no son envenenados por el oxígeno. Se pueden encontrar distribuidos uniformemente por todo el tubo de ensayo.
Fotoautótrofos: plantas, algas, procariota (fuente de energía inorgánica)
Los organismos autótrofos son capaces de sintetizar o elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas
Los organismo heterótrofos son los que elaboran su propia sustancia orgánica alimentándose de materia elaborada por otros seres vivos.
Fotoheterótrofos: procariotas (fuente de energía orgánica)
Química:
Quimioautótrofo : procariotas (fuente de energía inorgánica)
Quimioheterótrofo: hongos, animales, plantas (fuente de energía orgánica)
La energía derivada de las reacciones catabólicas se utiliza para producir reacciones anabólicas.
Toda vez que una sustancia experimenta una oxidación, otra sustancia experimenta simultáneamente una reducción
La glucosa es una molécula reducida; durante la oxidación celular de la glucosa se libera energía
1: Los aerobios obligados necesitan oxígeno porque no pueden fermentar ni respirar anaeróbicamente. Se reúnen en la parte superior del tubo donde la concentración de oxígeno es más alta.
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