Clase 4 Micro Enf

Metabolismo y Crecimiento de las Bacterias


METABOLISMO BACTERIANO •  Es el conjunto de reacciones bioquímicas catabólicas y anabólicas que transforman las sustancias nutri:vas para obtener energía y los nutrientes (carbono, por ejemplo) que necesita la célula para vivir y reproducirse.

•  Anabolismo: reacciones de síntesis. •  Catabolismo: degradación de compuestos

Necesidades metabólicas •  El crecimiento bacteriano requiere una fuente de energía y la materia prima necesaria para fabricar las proteínas, las estructuras y las membranas que conforman la maquinaria estructural y bioquímica de la célula.

•  Las bacterias deben obtener o sinte:zar los aminoácidos, los hidratos de carbono y los lípidos u:lizados para fabricar las unidades que cons:tuirán la célula bacteriana.


Necesidades metabólicas •  Las necesidades mínimas para el crecimiento son una fuente de carbono y nitrógeno, una fuente de energía, agua y diversos iones.

•  El hierro reviste una gran importancia, por lo que muchas bacterias secretan unas proteínas especiales (sideróforos) para «secuestrar» el hierro presente en el medio.


Necesidades metabólicas •  Algunos microorganismos (p. ej., Clostridium perfringens, causante de gangrena gaseosa) no pueden crecer en presencia de oxígeno.

•  Este :po de bacterias son conocidas como anaerobias estrictas.


Necesidades metabólicas •  Otras bacterias (p. ej., Mycobacterium tuberculosis, agente e:ológico de la tuberculosis) requieren la presencia de oxígeno molecular para su crecimiento y, en consecuencia, se denominan aerobias estrictas.

•  Sin embargo, la mayor parte de las bacterias puede crecer tanto en presencia como en ausencia de oxígeno, en cuyo caso reciben el nombre de anaerobias faculta4vas.


Necesidades metabólicas •  Las bacterias que dependen exclusivamente de sustancias químicas inorgánicas y de una fuente de carbono (C02) para producir energía se denominan autótrofas (litótrofas), mientras que las bacterias y las células animales que requieren fuentes de carbono orgánico se conocen como heterótrofas (organótrofas).


Metabolismo y conversión de la energía •  Para sobrevivir, todas las células precisan de un aporte constante de energía.

•  Esta energía, habitualmente en forma de trifosfato de adenosina (ATP), se ob:ene a par:r de la degradación controlada de diversos sustratos orgánicos (hidratos de carbono, lípidos y proteínas).

•  Este proceso de degradación de los sustratos y de su conversión en energía u:lizable se conoce como catabolismo.


Metabolismo y conversión de la energía •  La energía obtenida puede emplearse en la síntesis de los componentes celulares (paredes celulares, proteínas, ácidos grasos y ácidos nucleicos), proceso que recibe el nombre de anabolismo.

•  El conjunto de estos dos procesos, que están muy interrelacionados e integrados, se conoce como metabolismo intermedio.


Metabolismo y conversión de la energía •  Por regla general, el proceso metabólico comienza en el ambiente celular externo con la hidrólisis de grandes macromoléculas por parte de enzimas específicas.

•  Las moléculas de menor tamaño así obtenidas (monosacáridos, pép:dos cortos y ácidos grasos) son transportadas luego a través de las membranas celulares hacia el interior del citoplasma por medio de unos mecanismos de transporte (ac:vos o pasivos) específicos de cada metabolito.


Metabolismo y conversión de la energía •  Los metabolitos se transforman en un producto intermedio universal, el ácido pirúvico, a través de una o más rutas.

•  A par:r del ácido pirúvico, los carbonos se pueden des:nar a la producción de energía o bien a la síntesis de nuevos hidratos de carbono, aminoácidos, lípidos y ácidos nucleicos.


Metabolismo de la glucosa •  Las bacterias degradan la glucosa en pasos independientes para poder captar la energía así producida en formas u:lizables.

•  Las bacterias producen energía a par:r de la glucosa a través de los siguientes procesos, enumerados por orden creciente de eficiencia: fermentación, respiración anaerobia (en ambos casos en ausencia de oxígeno) o respiración aerobia.


Metabolismo de la glucosa •  Para el catabolismo de la glucosa, las bacterias u:lizan tres principales rutas metabólicas.

•  La más frecuente es la llamada ruta glucolí:ca o ruta de Embden-‐Meyerhof-‐Parnas (EMP).

•  Ciclo del ácido tricarboxílico •  Ruta de las pentosas fosfato


Ruta de Embden-‐Meyerhof-‐Parnas (EMP)

DINÁMICA POBLACIONAL •  Cuando se añaden bacterias a un medio de cul:vo, antes de empezar a dividirse ha de transcurrir un cierto :empo de adaptación al nuevo ambiente.

•  Este intervalo se conoce como fase de latencia del crecimiento.


DINÁMICA POBLACIONAL •  Durante la llamada fase logarítmica o exponencial, las bacterias se dividen y duplican su población a intervalos regulares hasta alcanzar el máximo nivel posible según el :po de medio y las condiciones imperantes. El número de bacterias aumenta a razón de 2 elevado a n.


DINÁMICA POBLACIONAL •  Finalmente, los metabolitos del cul:vo se agotan o bien aparece alguna sustancia tóxica; en ese momento, las bacterias interrumpen su crecimiento y pasan a la llamada fase estacionaria.


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