BIOL 300 Módulo 2

Módulo 2: Metabolismo Microbiano BIOL 300 - Microbiología para estudiantes de Ciencias de la Salud

Objetivos DEFINIR METABOLISMO IDENTIFICAR LAS DIFERENCIAS MICROBIANO. ENTRE EL CATABOLISMO Y ANABOLISMO.

¿Qué es el metabolismo microbiano?  Metabolismo se define como la suma de todas las reacciones químicas que ocurren en un organismo vivo.  El crecimiento microbiano requiere la formación de estructuras bioquímicas complejas como proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos a partir de elementos ejecutados en medio del crecimiento o ser sintetizados por la célula. A su vez, este crecimiento necesita una fuente de energía para ser llevado a cabo, a esto se le conoce como metabolismo. . El metabolismo se define como la suma de todas las recciones químicas que ocurren en un organismo vivo. Las reacciones químicas liberan o generan energía, por lo tanto, se pueden ver como un acto de balanceo de energía (Tortora, Funke y Case, 2016).

Fases del metabolismo Catabolismo se produce la transformación de sustancias orgánicas Anabolismo complejas en moléculas más sencillas. almacenando la energía química liberada en forma de enlaces de fosfatos de los ATP (adenosín trifosfato). Las reacciones catabólicas son generalmente hidrolíticas (reacciones que utilizan agua y rompen sus enlaces). se construye materia orgánica compleja a partir de las moléculas sencillas, utilizando la energía obtenida en el catabolismo o en otros procesos, como la fotosíntesis y la quimiosíntesis. Las reacciones anabólicas o biosíntesis generalmente envuelven síntesis de deshidratación (reacciones que liberan agua) y son endergónicas (consumen más energía de la que producen).

Catabolismo y anabolismo En el catabolismo, las sustancias En el anabolismo, las moléculas complejas se rompen en sencillas se transforman en moléculas más sencillas y se sustancias complejas y requiere libera energía. la utilización de energía. Foto tomada de: https://cursoparalaunam.com/2-1-1-concepto-de-anabolismo-y-catabolismo

Energía Fuente: https://mundonutricion.es/es/noticias/27_atp.html

Energía células. Solo parte de la energía liberada en el catabolismo está disponible para las funciones celulares, ya que parte Las reacciones catabólicas proveen los componentes para de esta energía se pierde en el ambiente como calor. Ya que se llevan a cabo las recciones anabólicas. Estas que la célula necesita energía para poder mantenerse viva, reacciones de necesidad de energía y liberación de energía necesita constantemente buscar nuevas fuentes de energía se llevan a cabo gracias a la molécula de Adenosín externas. Trifosfato (ATP). Esta almacena la energía liberada de las Las recciones anabólicas están atadas al rompimiento del recciones catabólicas y la libera para dirigir las reacciones ATP, mientras que una reacción catabólica está atada a la anabólicas y ejecutar otros trabajos celulares. El ATP está síntesis de ATP. Es importante recalcar que la composición compuesto de adenina, ribosa y tres grupos fosfato. química de una célula está en constante cambio, algunas Cuando un grupo fosfato se separa del ATP de forma ADP moléculas se rompen mientras otras se sintetizan. Este (adenosín difosfato) y la energía se libera para ser utilizada flujo constante de químicos y energía mantienen viva las en las reacciones anabólicas. células. Solo parte de la energía liberada en el catabolismo está disponible para las funciones celulares, ya que parte Las recciones anabólicas están atadas al rompimiento del de esta energía se pierde en el ambiente como calor. Ya ATP, mientras que una reacción catabólica está atada a la que la célula necesita energía para poder mantenerse viva, síntesis de ATP. Es importante recalcar que la composición necesita constantemente buscar nuevas fuentes de energía química de una célula está en constante cambio, algunas externas. moléculas se rompen mientras otras se sintetizan. Este flujo constante de químicos y energía mantienen viva las

Recurso de Video #1 Observe el siguiente video en dónde se explica el metabolismo microbiano. [IANK]. (2015, Apr. 11). Metabolismo microbiano [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=z lhsKOx6JKc

Teoría de colisiones  Las reacciones ocurren cuando enlaces químicos se forman o se rompen. Para que las reacciones se lleven a cabo los átomos, iones o alguna otro molécula debe colapsar. La energía transferida en la colisión afecta la estructura de los electrones de manera tal que se pueden romper o formar nuevos enlaces químicos.  La teoría de colisiones explica cómo las reacciones químicas ocurren y qué factores afectan esas reacciones. Diversos factores afectan las reacciones como por ejemplo; la velocidad de colisión de las partículas, la energía y su configuración química. A mayor velocidad de movimiento de las partículas, mayor probabilidad de que ocurra una reacción química.

Recurso de Video #2 Observe el siguiente video en dónde se explica la Teoría de las colisiones. [Ediciones SM]. (2012, Feb. 21). Teoría de las colisiones[Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=- RQIfEefAzg

Las enzimas y  Las sustancias que puede acelerar una reacción química las reacciones sin alterarse ellas mismas se les conocen como químicas catalizadores.  En organismos vivos, las enzimas, sirven como catalizadores biológicos.  Como catalizadores, cada enzima actúa sobre una sustancia específica, llamado sustrato de la enzima. Las enzimas aceleran las reacciones químicas, disminuyendo la energía de activación.

Recurso de Video #3 Observe el siguiente video en dónde se explica la Función de las enzimas. [Academia Vázquez]. (2013, Oct. 15). Enzimas, Estructura, Características y Funciones [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v= 6MbfBLbhmfs

Recurso de Video #4 Observe el siguiente video en dónde se explica la Nutrición y metabolismo bacteriano [Equipo Cuatro]. (2014, Oct. 29). Nutrición y Metabolismo bacteriano [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=J rJnTV4rWgo

Metabolismo degradativo  Todas las rutas biosintéticas requieren la participación de ATP. Este dona grupos fosfatos a intermediarios metabólicos transformándolos es formas activadas y enlaces ricos en energía. Además del ATP, existen otros compuestos ricos en energía como: Guanina Uridina Trifosfato Trifosfato (GTP) (UTP) Citidina Acetil Trifosfato coenzima A (CTP)

Metabolismo productor de energía Fermentación Proceso metabólico generador de ATP en el Respiración que compuestos orgánicos sirven tanto de donadores (oxidación) como de aceptores de electrones (reducción). Proceso metabólico generador de ATP en el que tanto compuestos orgánicos (organismos heterótrofos) como inorgánicos (litótrofos, exclusivo de las bacterias) sirven para donar electrones, y para aceptar los mismos, sólo los inorgánicos (reducción)

Metabolismo productor de energía: Fermentación  El ATP es generado por los siguientes mecanismos que tienen lugar a nivel de membranas: 1. Fosforilación a nivel de sustrato. 2. Transporte de electrones.  Los principales sustratos de la fermentación son los carbohidratos, aunque las bacterias pueden utilizar ácidos orgánicos, aminoácidos, purinas y pirimidinas.  La fosforilación a nivel de sustrato es el único modo posible de formación de ATP como resultado de una fermentación, la cual puede ser realizada por los siguientes grupos de microorganismos: 1. Anaerobios estrictos. 2. Facultativos. 3. Anaerobios aerotolerantes.  En los dos primeros, la presencia de oxígeno modifica el metabolismo generador de ATP; en el tercero esto no ocurre.

Metabolismo productor de energía: Respiración  En el caso de los microorganismos aerobios, el último aceptor es el oxígeno y en los anaerobios, los sulfatos, nitratos y carbonatos; los facultativos pueden generar ATP por fermentación como los anaerobios.  La respiración aerobia es la más completa, eficiente y evolucionada; consta de tres etapas fundamentales: 1. Formación de piruvato a partir de azúcares, grasas o proteínas. 2. Ciclo del ácido tricarboxílico. 3. Cadena de transporte de electrones.  En todo proceso respiratorio lo más distintivo es la presencia de compuestos que pueden ser oxidados y reducidos de forma reversible, estos forman la cadena de transporte de electrones, donde se forma ATP mediante un mecanismo denominado fosforilación oxidativa.

Recurso de Video #5 Observe el siguiente video en dónde se explica la Fermentación y respiración celular [UBAXXI]. (2018, Sep. 12). Biología: Respiración celular y Fermentación [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v= udXlGpPt3RE

Referencias  [Academia Vázquez]. (2013, Oct. 15). Enzimas, Estructura, Características y Funciones [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=6MbfBLbhmfs  [Ediciones SM]. (2012, Feb. 21). Teoría de las colisiones [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=-RQIfEefAzg  [Equipo Cuatro]. (2014, Oct. 29). Nutrición y Metabolismo bacteriano [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=JrJnTV4rWgo  Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2016). Microbiology: an introduction. Boston. Pearson  San Millan, R. (2016, Jul. 17). Metabolismo microbiano [Archivo de video]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=ptMSiiDtRLw  Mateos, P.F. Metabolismo microbiano. Recuperado de: http://webcd.usal.es/Web/educativo/micro2/tema09.html  [UBAXXI]. (2018, Sep. 12). Biología: Respiración celular y Fermentación [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=udXlGpPt3RE

¡Felicitaciones ha revisado el resumen teórico del tema de esta semana! Recuerde que para construir exitosamente su aprendizaje es importante que: Repase cuantas veces requiera la información contenida en la carpeta de módulos (incluye esta presentación). Lea el material de referencia para aclarar dudas. Desarrolle todas las actividades según consta en las instrucciones. Envíe las tareas en la fecha indicada a través de la plataforma educativa. Participe activamente en las sesiones colaborativas.