l
a
t
n
Clase 4 Metabolismo bacteriano
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Composición química de las bacterias. Fuentes de carbono y energía.
Categorías nutricionales. Catabolismo y anabolismo. Reacciones de
óxido-reducción, torre de electrones, transporte de electrones, fuerza
proton motriz y síntesis de ATP. Diversidad catabólica.
l
a
t
n
Síntesis de biomasa
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Elementos requeridos para el
l
crecimiento
ta
n
ie
b
• Macronutrientes (C,N, P, H,
O, S, K, Mg,
m
A
Ca, Na, Fe)
5
a
í
1
• Micronutrientes (Fe,
Mn,
Co,
Cu, Cr, Mo, Ni,
g
0
o
2
l
Se)
o
i
E
b
R
• Factoresode
crecimiento
(vitaminas,
r
U
c
aminoácidos,
purinas, pirimidinas)
i
C
M
Macronutrientes y sus formas en el
ambiente
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
l
a
t
n
Micronutrientes y sus funciones a
nivel celular
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
Los procariotas constituyen una proporción muy importante
de la biomasa
l
a
t
n
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
La biomasa
de
los
equivalente a la
c
i
C
procariotas se estima
biomasa vegetal total
M
=
en 5x1015 gramos de C
Además contienen 10 veces más N y P que toda la biomasa vegetal
El objetivo es crecer
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
Anabolismo-Catabolismo l
Material celular: moléculas de alto
PM, biomasa reducida
a
t
n
ie
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Recursos
del hábitat
(reducidos)
-Biosíntesis
-Oxidación de sustratos reducidos
-Creación de enlaces C-C
-Creación de enlaces de alta
energía
ATP
ATP
l
a
Reacciones de óxido-reducción
t
n
e
i
La utilización de la energía derivada b
de las reacciones
m
químicas implica reacciones de óxido-reducción
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
Oxidación: pérdida
de
uno
(o
varios) electrones
o
i
E
b
R
Reducción:
ganancia de
uno (o varios) electrones
o
r
U
c
i
C
M
l
Reacciones de óxido-reducción
ta
n
ie
b
m
A
5
H
2e + 2H
a
í
1
g
0
o
2
l
o
½iO
+ 2e- E
O
b
R
o
r
U
c OC
+ 2H
HO
i
M
Son reacciones que se dan simultáneamente: uno pierde (el
donador) y otro gana el electrón (el aceptor)
Semi-reacción de
oxidación
Semi-reacción de
reducción
Formación de agua
Reacción neta
donador
-
2
+
2-
2
2-
+
2
H 2 + ½ O2
H2O
aceptor
l
Reacciones de óxido-reducción
a
t
n
ie
b
m
-La sustancias difieren en la tendencia
a oxidarse o
A
reducirse esta tendencia sea
conoce como5potencial de
í
1
reducción (E ‘)
g
0
o
2
l
-Se calcula tomando
como referencia el potencial del H
o
i
E
b
R
o
r
U
2H +i2e
H
E0‘ = -0.421 V
c
C
M
Potenciales de reducción
0
2
+
-
2
-La misma sustancia puede actuar como donante
o receptor de electrones dependiendo de cuál es
el otro reactante
l
Reacciones de óxido-reducción
a
t
n
Cómo sé cual cede y cual acepta los electrones
en
e
i
una reacción dada?
b
m
A
La sustancia reducida (potencial más negativo)
cede
5
a
í (potencial
1
electrones a la sustanciag
oxidada
más
0
o
positivo)
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
2H+ + 2e-
½ O2 + 2e- + 2H+
H2
E0‘ = -0.421 V
H2O E0‘ = +0.816 V
l
a
t
n
Composicion química de una célula
procariota
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
Torre electrones
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Tendencia
a donar eTendencia
a recibir e-
l
a
t
n
Torre electrones
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Tendencia
a donar eTendencia
a recibir e-
l
a
t
n
Torre electrones
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Glucosa + O2
Glucosa + NO3–
CO2 + H2O
CO2 + NO2– + H2O
Los donadores de electrones se
denominan fuente de energía
Pero la cantidad de energía liberada
depende del par donador-receptor
Reacciones en el ambientel
a
t
n
ie
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
e
i
Cómo utilizan las célulasb la energía
m
química de las reacciones
de
A
5
a
í
1
óxido-reducción?
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
Transporte de electrones en las células
e
i
-La transferencia de electrones entre b
el donador y el
m
aceptor se hace a través de intermediarios
que
A
forman una cadena de transportadores
de electrones
5
a
í
1
g
0
o
2
l
-2 tipos de intermediarios:
unidos
a membrana y
o
i
E
difusibles b
R
o
r
U
c
i
C
M
-a nivel celular en las óxido-reducciones además de
electrones se transfieren átomos de hidrógeno
Transportadores difusibles
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
-Co-enzimas nicotínamida adenín
dinucleótido (NAD+) y NAD-fosfato (NADP+)
-NAD+ y NADP+ transportan átomos de H
-transfieren 2 átomos de H al siguiente
transportador
-potencial de reducción -0.32 (buenos
donantes)
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
l
a
t
n
e
i
Conservación de la energía
b
m
generada en las reacciones
de
A
5
a
í 01
óxido g
-reducción
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Compuestos de alta energía
l
a
t
n
ie
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
Síntesis del ATP
l
a
t
n
e
i
-Fosforilaciónba nivel del
sustrato m
A
5
a
í
1
g
0
-Fosforilación
oxidativa
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
-Fotofosforilación (fotosíntesis)
c
i
C
M
l
a
t
n
Fosforilación a nivel del sustrato
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
Esto es lo
que pasa U
cuando el metabolismo de
r
c de energía
obtención
es la fermentación
i
C
M
1) 1,3 Di-fosfoglicerato + ADP
2) Fosfoenolpiruvato + ADP
2) Acetil-P + ADP
3-Fosfoglicerato + ATP
piruvato + ATP
acetato + ATP
Fosforilación oxidativa
l
a
t
n
e
i
b
m
-una cadena de transportadores de
electrones
A
5
- generación de un gradiente
de protones
(fuerza
a
í
1
protón motriz)
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
Esto es lo
que pasa U
cuando el metabolismo de
r
c de energía
obtención
es la respiración (o la
i
C
fotosíntesis)
M
síntesis de ATP asociada a:
Componentes de la cadena de transportadores
l
a
t
n
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
NAD
Flavoproteínas
Proteínas con hierro y azufre
Quinonas
Citocromos
l
a
t
n
Fuerza protón-motriz
e
i
b
m
A
5
a
í
1
-se
genera
un gradiente
g
0
o
(cara2interna negativa y
l
o
i
E
alcalina,
cara
externa
b
R
positiva y ácida)
o
r
U
c
i
C
-ese gradiente es una fuente
M
-durante el transporte los
electrones quedan a un lado
de la membrana y los
protones al otro
potencial de energía
l
a
t
n
ATP sintetasa (ATPasa)
e
i
b
-Enzima unida a membrana
m
A
-Cataliza la síntesis de ATP
5
a
disipando el gradiente de í
1
g
0
protones
o
2
l
E
-esto se denominaio
b
R
fosforilación o
oxidativa
r
U
c
i
C
M
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
Diversidad metabólica
l
Modos de nutrición de los seres vivosta
n
e
i
b
Energía
Energía
m
A
Química
Lumínica
5
a
í
1
g
0
o
2
l
Carbono
o
i
E
b
Quimio-heterótrofos
Foto-heterótrofos
R
orgánico
o
r
U
c
i
C
Carbono
M
inorgánico
Quimio-autótrofos
Foto-autótrofos
l
a
t
n
Clasificación nutricional de los seres vivos
e
i
Energía
b
lumínica
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
Carbono
QuimioQuimioHeterótrofo
b
R
orgánico
organo
fotosintético
lito-heterótrofo
o
r
U
heterótrofo
c
i
C
QuimioAutótrofo
CO M
Energía química
Oxidación de
Oxidación de
comp. orgánicos comp. inorgánicos
2
lito-autótrofo
fotosintético
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
e
i
b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M
l
a
t
n
l
a
t
n
Siguiente clase
e
i
• Fermentación y respiración b
m
A
5
a
í
1
g
0
o
2
l
o
i
E
b
R
o
r
U
c
i
C
M