Nutrición bacteriana y metabolismo

NUTRICIÓN Y
METABOLISMO
BACTERANO
Tiare Donoso Samamé, M.V

Nutrición bacteriana
NUTRICIÓN
➢ Las bacterias pueden obtener energía y nutrientes mediante la
realización de la fotosíntesis, la descomposición de organismos
muertos y de desechos, o la descomposición de compuestos
químicos.
➢ Las bacterias pueden obtener energía y nutrientes mediante el
establecimiento de relaciones estrechas con otros organismos,
incluyendo relaciones mutualistas y parasitarias

NUTRICIÓN
➢ Las bacterias toman del medio donde habitan las sustancias
químicas que necesitan para crecer. Dichas sustancias se le
denominan nutrientes, y se requieren para dos objetivos:
1. Fines energéticos (reacciones de mantenimiento)
2. Fines biosintéticos (reacciones plásticas o anabolismo)
➢ Suministro de materiales para la síntesis celular (para sus
necesidades plásticas o de crecimiento).
➢ Aprovisionamiento de energía

NUTRICIÓN
1. Fines energéticos (reacciones de mantenimiento)
➢ Aprovisionamiento de energía
Poder
reductor
(libera)
Energía
(libera)
Precursores
metabólicos
CATABOLISMO

NUTRICIÓN
2. Fines biosintéticos (reacciones plásticas o anabolismo)
Poder
reductor
(consume)
Energía
(consume)
Síntesis
macromoléculas
➢ Suministro de materiales para la síntesis celular (para sus
necesidades plásticas o de crecimiento).
ANABOLISMO

NUTRICIÓN
➢ La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del
medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para
crecer.
➢ Dichas sustancias se denominan nutrientes, y se requieren para
los dos objetivos que comprende el metabolismo:
1. Catabolismo
2. Anabolismo
METABOLISMO
CATABOLISMO ANABOLISMO

NUTRICIÓN
CLASIFICACIÓN
➢ Las bacterias de acuerdo con su nutrición se clasifican:
1. Según la forma en la que el organismo obtiene el carbono para
la construcción de la masa celular:
A. Autótrofo: crecen sintetizando sus materiales a partir de
sustancias inorgánicas sencillas. El carbono se obtiene del
dióxido de carbono (CO2).
B. Heterótrofo: El carbono se obtiene de compuestos
orgánicos (glucosa, por ejemplo).

NUTRICIÓN
CLASIFICACIÓN
2. Según la forma en la que el organismo obtiene los equivalentes
reductores para la conservación de la energía o en las
reacciones biosintéticas:
A. Litótrofo: Los equivalentes reductores se obtienen de
compuestos inorgánicos (SH2 S0, NH3, NO2-, Fe, etc.).
B. Organótrofo: Los equivalentes reductores se obtienen de
compuestos orgánicos (hidratos de carbono, hidrocarburos,
lípidos, proteínas, alcoholes...).

NUTRICIÓN
CLASIFICACIÓN
3. Según la forma en la que el organismo obtiene la energía para
vivir y crecer:
A. Quimiótrofo: La energía se obtiene de compuestos
químicos externos.
B. Fotótrofo: La energía se obtiene de la luz.

NUTRICIÓN

NUTRICIÓN
Grupo
nutricional
Fuente de
carbono
Fuente de
energía
Autótrofos O2 Luz
Fotoheterótrofos
Compuesto
orgánico
Luz
Quimioautótrofos CO2
Sales
inorgánicas
Quimioorganotrofos
Compuesto
orgánico
Compuesto
orgánico
DESDE EL PUNTO DE VISTA BIOSINTÉTICO

NUTRICIÓN
CLASIFICACIÓN
➢ Las bacterias de acuerdo con su respiración se clasifican:
A. Aerobias: realizan la respiración a partir del O2 que se
difunde a través de su membrana celular. Este se utiliza
directamente en el citoplasma para la respiración, ya que
carecen de mitocondrias.
B. Anaerobias: realizan la fermentación. No tienen organelos
especializados en el intercambio gaseoso.

NUTRICIÓN
OTRAS CLASIFICACIONES
➢ Autótrofas estrictas: son aquellas bacterias incapaces de crecer
usando materia orgánica como fuente de carbono.
➢ Mixotrofas: son aquellas bacterias con metabolismo energético
litotrofo, pero requieren sustancias orgánicas como nutrientes
para su metabolismo biosintético.

NUTRICIÓN
REQUERIMIENTOS NUTRITIVOS
➢ Todas las bacterias necesitan captar una serie de elementos
químicos:
1. Macronutrientes: Carbono; Nitrógeno; Oxígeno; Hidrógeno;
Fósforo; Azufre; Potasio; Magnesio; Hierro; Calcio, Sodio.
2. Micronutrientes o elementos traza: Cobalto; Zinc; Cobre;
Manganeso.
3. Factores de crecimiento: Aminoácidos, Vitaminas y Bases
nitrogenadas (purinas, pirimidinas).
4. Agua

NUTRICIÓN
MACRONUTRIENTES
➢ Carbono: Según su fuente de carbono los seres vivos pueden
ser autótrofos o heterótrofos. Existen microorganismos muy
exigentes que solo pueden catabolizar algunos compuestos de
carbono, como Leptospira o las bacterias metanótrofas.
➢ Nitrógeno: es esencial para la formación de proteínas, ácidos
nucleicos y otros constituyentes celulares. La mayor parte
disponible aparece en forma inorgánica (NH3, NO3-, N2).
➢ Oxígeno: Es vital para los organismos aerobios.

NUTRICIÓN
MACRONUTRIENTES
➢ Hidrógeno: Las bacterias oxidantes de hidrógeno metabolizan el
hidrógeno de su entorno para usarlo como energía.
➢ Fósforo: Es necesario para los ácidos nucleicos y fosfolípidos,
como el ATP. Pueden usar fosfatos orgánicos e inorgánicos.
➢ Azufre: Se usa para la formación de algunos aminoácidos, como
cisteína y metionina, algunos carbohidratos, ciertas vitaminas y
coenzimas (biotina, tiamina, conenzima A). La mayoría usa
sulfato y lo reduce (reducción asimilatoria de sulfato).

NUTRICIÓN
MACRONUTRIENTES
➢ Potasio: esencial en los transportes de membrana.
➢ Calcio: para formar dipicolinato cálcico que da resistencia
térmica a las endosporas.
➢ Magnesio: cofactor de enzimas, formando complejos con ATP,
además de estabilizar ribosomas y membranas celulares.
➢ Sodio: para estabilizar la pared.
➢ Hierro: esencial para la respiración celular, forma parte de
citocromos en la bacterioclorofila, y es cofactor de enzimas y
proteínas transportadoras de electrones.

NUTRICIÓN
MICRONUTRIENTES
➢ En cantidades pequeñas. Son generalmente cationes de cobalto,
zinc, cobre, molibdeno (en las enzimas nitrogenasas) y níquel (es
un cofactor). Suelen estar en los centros activos de algunas
enzimas. El cobalto y el zinc se usan en muchas enzimas y
proteínas.

NUTRICIÓN
FACTORES DE CRECIMIENTO
➢ Son moléculas orgánicas específicas, que los microorganismos
no pueden sintetizar (porque carecen de la ruta metabólica) y
que se requieren en muy pequeña cantidad: como aminoácidos,
coenzimas o precursores, vitaminas o bases nitrogenadas
específicas (pirimidinas y purinas para formar ácidos nucleicos).
Por ejemplo, la mayor parte de las bacterias lácticas tienen su
capacidad biosintética muy reducida y tienen que tomar las
moléculas pre-sintetizadas o Brucella , requiere biotina, niacina,
tiamina y ácido pantoténico como factores de crecimiento.
➢ Las bacterias que requieren de estos factores de crecimiento se
denominan AUXÓTROFAS.

NUTRICIÓN
AGUA
➢ Las reacciones del metabolismo se llevan a cabo en un medio
acuoso.

Metabolismo bacteriano
METABOLISMO
➢ La mayoría de las bacterias patógenas son parásitos heterótrofos
de seres humanos o de otras especies eucariontes.
➢ Mas versátil que el de la célula eucariota.
➢ Comparten los modelos metabólicos más básicos con los
eucariotas:
₋ Glicolisis -> para el metabolismo del azúcar
₋ Ciclo del ácido cítrico o Ciclo de Krebs -> en la degradación
del acetato, produciendo energía bajo la forma de ATP y
reduciendo energía bajo la forma de NADH .

METABOLISMO
➢ Conjunto de reacciones químicas que se producen en una célula
u organismo. Tiene lugar en una serie de REACCIONES
CATALIZADAS ENZIMÁTICAMENTE que constituyen las RUTAS
METABÓLICAS.
➢ Cada uno de los pasos consecutivos de una ruta metabólica
ocasiona un pequeño cambio específico, normalmente la
eliminación, transferencia o adición de un átomo o un grupo
funcional determinado.

METABOLISMO
➢ Las rutas metabólicas cooperan para cumplir cuatro funciones:
1. Obtener energía química a partir de la captura de energía solar
o degradando nutrientes ricos en energía obtenidos del
ambiente.
2. Convertir moléculas nutrientes en las moléculas características
de la propia célula, incluidos los precursores de
macromoléculas.
3. Polimerizar los precursores monoméricos en macromoléculas:
proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos.
4. Sintetizar y degradar biomoléculas requeridas en funciones
celulares especializadas, tales como lípidos de membrana,
mensajeros intracelulares y pigmentos.

METABOLISMO
➢ Para sobrevivir, todas las células precisan de un aporte constante
de ENERGÍA. Esta energía, habitualmente en forma de trifosfato
de adenosina (ATP), se obtiene a partir de la degradación
controlada de diversos sustratos orgánicos (carbohidratos,
lípidos y proteínas).
➢ El metabolismo se puede dividir en dos clases de reacciones:
CATABÓLICAS y ANABÓLICAS.

METABOLISMO
➢ El conjunto de estos dos procesos, que están muy
interrelacionados e integrados, se conoce como METABOLISMO
INTERMEDIO.
➢ El metabolismo intermedio se aplica con frecuencia a las
actividades combinadas de todas las rutas metabólicas que
interconvierten precursores, metabolitos y productos de bajo
peso molecular.

CATABOLISMO
➢ Proceso de degradación de los sustratos y de su conversión en
energía utilizable.
➢ Consiste en la DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA de
MACROMOLÉCULAS como lípidos, hidratos de carbono y
proteínas que el organismo obtiene del entorno en el que vive o
de sus propias sustancias de reserva.

CATABOLISMO
➢ Esta degradación libera una gran cantidad de energía, ya que a
partir de estas macromoléculas de gran complejidad estructural
y alto contenido energético se obtienen moléculas sencillas
estructuralmente y de bajo contenido energético.
➢ La energía que se libera durante el catabolismo es captada por la
célula en forma de ATP que tiene enlaces fosfatos ricos en
energía.

ANABOLISMO
➢ Es el proceso inverso, es la SÍNTESIS ENZIMÁTICA de
MACROMOLÉCULAS a partir de compuestos sencillos, con
consumo de energía.
➢ Es decir que a partir de moléculas sencillas de escasa
complejidad estructural y bajo contenido energético se
sintetizan macromoléculas complejas, ricas en energía
(proteínas, ácidos grasos y ácidos nucleicos).

CATABOLISMO-ANABOLISMO
➢ Las reacciones catabólicas aportan las materias primas y la
energía necesaria para las reacciones anabólicas.
➢ Este acoplamiento de reacciones que liberan energía y otras que
requieren energía es posible gracias al ATP (adenosintrifosfato).
➢ Las moléculas de ATP almacenan la energía proveniente de las
reacciones catabólicas y la liberan en una fase posterior para
impulsar las reacciones anabólicas y el cumplimiento de otras
tareas celulares.

➢ Ambos procesos, anabólicos y catabólicos, se dan en la célula en
forma SIMULTÁNEA e INTERDENPENDIENTE.
➢ Los intermediarios químicos de ambos procesos reciben el
nombre de METABOLITOS.

CATABOLISMO

CATABOLISMO
➢ Existen 3 fases:
1. Degradación
macromoléculas a
unidades constitutivas).
2. Estas se transforman en
AcetilCoA (por reacciones
enzimáticas).
3. La AcetilCoA ingresa a
Ciclo de Krebs liberando
CO2 y H2O.

➢ 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,
péptidos 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
(ACTIVOS o PASIVOS) específicos de cada metabolito.

➢ Los metabolitos se transforman en un producto intermedio
universal, el ÁCIDO PIRÚVICO, a través de una o más rutas.
➢ A partir del ácido pirúvico, los carbonos se pueden destinar a la
producción de energía o bien a la síntesis de nuevos
carbohidratos, aminoácidos, lípidos y ácidos nucleicos.

TRANSPORTE PASIVO Y ACTIVO
➢ El transporte celular activo y pasivo es la transferencia de
solutos desde un lado de la membrana celular al otro. El
transporte es pasivo cuando no se requiere de fuente de
energía metabólica como ATP, mientras que el transporte
es activo cuando utiliza ATP como fuente de energía.

➢ El transporte activo:
1. Bombas de ATP
2. Transportadores acoplados
3. Bombas activadas por luz
➢ El transporte pasivo:
1. Difusión simple
2. Difusión facilitada

TRANSPORTE PASIVO – DIFUSIÓN SIMPLE
➢ Pequeñas moléculas no polares como
el oxígeno y el dióxido de carbono se
disuelven fácilmente en las
membranas lipídicas.
➢ Pequeñas moléculas polares sin carga
como el agua y la urea, también se
difunden por la membrana en forma
lenta o restringida.
➢ De manera general, las moléculas
lipofílicas o afines a las grasas pueden
atravesar la membrana por difusión
simple.

TRANSPORTE PASIVO – DIFUSIÓN FACILITADA
➢ Sustancias polares o con carga (como
el cloruro) necesitan ayuda de las
proteínas de membrana. Estas
pueden ser proteínas de canal o
transportadoras.
➢ Aunque pudiera existir un gradiente
de concentración para estas
sustancias, su carga o polaridad evita
que crucen el centro hidrofóbico de la
membrana celular.
➢ Como se produce la difusión de mayor
concentración a menor concentración
con ayuda de "pasadizos", se habla de
difusión facilitada.

TRANSPORTE ACTIVO – BOMBAS DE ATP
➢ Las bombas de ATP son proteínas
encargadas del transporte activo que
se encuentran en la membrana
celular.
➢ Estas efectúan el paso del soluto de
un lado a otro, acoplado a la hidrólisis
del ATP, es decir, el ATP libera un
grupo fosfato (PO4-3) y se transforma
en ADP, o adenosindifosfato.
➢ La energía liberada en la hidrólisis es
la que "bombea" el soluto de un lado
al otro de la membrana.

TRANSPORTE ACTIVO – TRANSPORTADORES
ACOPLADOS
➢ El transporte de un ión o molécula es
concomitante con otro soluto.
➢ En este caso, el soluto en mayor
concentración de un lado de la
membrana pasa al otro lado y
promueve el movimiento del soluto
de menor a mayor concentración.
➢ En las bacterias, el transporte de
lactosa está acoplado al transporte de
iones hidrógeno H+.

TRANSPORTE ACTIVO – BOMBAS ACTIVADAS POR LUZ
➢ Se lleva a cabo de menor a mayor concentración de
solutos gracias a la captación de energía lumínica.
➢ Por ejemplo, las bacteriorhodopsinas y las
halorhodopsinas son bombas de protones activadas por la
luz.

RUTAS METABÓLICAS
➢ Rutas catabólicas: Son rutas oxidativas en las que se libera,
energía y poder reductor y a la vez se sintetiza ATP.
➢ Rutas anabólicas: Son rutas reductoras en las que se consume
energía (ATP) y poder reductor.
➢ Rutas anfibólicas: Son rutas mixtas catabólicas y anabólicas,
como el ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor, y
precursores para la biosíntesis.

BIOSÍNTESIS
➢ Conjunto de reacciones químicas que permiten a un ser vivo
elaborar sustancias orgánicas complejas, como las proteínas,
grasas, etc., a partir de otras más sencillas.
➢ Utiliza ruta anabólica.

BIOSÍNTESIS
➢ Reacciones de biosíntesis:
₋ Ácidos grasos
₋ Hidratos de carbono
₋ Aminoácidos
₋ Nucleótidos
₋ Entre otros…

TIPOS DE REACCIONES METABÓLICAS
Reacciones energéticas
Reacciones de biosíntesis
Reacciones de polimerización
Reacciones de ensamblaje

VÍAS METABÓLICAS: PRODUCTOR DE ENERGÍA
Respiración
celular
Fermentación
Fotosíntesis

RESPIRACIÓN CELULAR
➢ Es un proceso generador de ATP en el cual las moléculas
experimentan oxidación y el aceptor final de electrones es una
molécula inorgánica.
➢ Existen dos tipos de respiración que dependen de si el
organismo es aerobio, es decir que utiliza O2, o si es anaerobio,
es decir que no necesita O2.
➢ En la respiración aerobia el aceptor final de electrones es el O2,
en la respiración anaerobia el aceptor de electrones es una
molécula inorgánica distinta al O2.

➢ Otras bacterias tienen la capacidad de oxidar completamente el
sustrato hasta CO2 + H2O con la participación de una cadena de
E situada en la membrana citoplasmática, y el aceptor final es el
oxígeno molecular
➢ La reducción del oxígeno da origen a radicales libres, el más
importante es el superóxido, transformado en peróxido de
hidrógeno y este a su vez es eliminado por otra enzima la
catalasa.
➢ Solo presente en aerobios y anaerobios facultativos.

➢ Respiración anaerobia: en ausencia de oxígeno utilizan otros
compuestos como aceptores finales de electrones tales como:
nitrato, fumarato, sulfato, etc.

Clasificación según necesidades de oxígeno
Aerobios estrictos Requieren oxígeno como aceptor terminal de electrones, no
proliferan en ausencia de oxígeno. ej. Mycobacterium bovis.
Microaerófilos Utilizan oxígeno a niveles muy bajos. Un 12%. No proliferan en la
superficie de un medio sólido. Ej. Campylobacter j; Hemophillus suis.
Anaerobios estrictos No emplean oxígeno para su metabolismo, si no que obtienen su
energía de reacciones fermentativas. Ej. Clostridium tetani.
Anaerobios aerotolerantes Pueden crecer en presencia o ausencia de oxígeno, pero la energía la
obtienen por fermentación. Ej. Bacterias acidolácticas.
Anaerobios facultativos Proliferan mediante procesos oxidativos, utilizando oxígeno como
aceptor terminal de electrones, o en anaerobiosis, empleando
reacciones de fermentación para obtener energía.
Ej. Streptococcus spp., E. coli.
La mayor parte de las
bacterias patógenas.

Tipo de
bacteria
Crecimiento Producción
Catalasa
SOD
Vía metabólica
Aerobio Anaerobio
Aerobia
estricta
+ - + Respiración
Anaerobia
estricta
- + - Fermentación
Facultativo + + +
Respiración/
Fermentación
Indiferente/
Aerotolerante
+ + + Fermentación
Microaerófilo (+) + (+) Fermentación

➢ Laboratorio -> PRUEBA DE LA CATALASA
₋ La prueba se utiliza para comprobar la
presencia de la ENZIMA CATALASA que se
encuentra en la mayoría de las bacterias
AEROBIAS y ANAEROBIAS FACULTATIVAS, con
la excepción importante de los estreptococos
y enterococos.
₋ Descompone el peróxido de hidrógeno en
agua y oxígeno.
₋ El desprendimiento de burbujas procedentes
del oxígeno indica que la prueba es positiva.

➢ Laboratorio -> PRUEBA DE LA CATALASA
Ejemplos:
₋ Streptococcus spp.( -)
₋ Clostridium spp. (-).
₋ Erysipelothrix spp. (-)
₋ Micrococcus spp. (+)
₋ Staphylococcus spp. (+).
₋ Bacillus spp.(+)
₋ Lysteria monocytogenes (+)
₋ Corynebacterium spp. (+, con las excepciones
de las especies C. pyogenes y C.
haemolyticum, ambas -)

➢ En las células procariotas, la respiración aerobia puede generar
hasta 38 moléculas de ATP a partir de cada molécula de glucosa.
➢ En la respiración anaerobia el aceptor final de electrones es otra
sustancia inorgánica distinta del O2. Algunas bacterias como
Pseudomonas y Bacillus, pueden utilizar el ión nitrato, otras
bacterias pueden usar el ion carbonato o el sulfato.
➢ La cantidad de ATP generada durante la respiración anaerobia
siempre es menor que la cantidad producida por respiración
aerobia. En consecuencia los microorganismos anaerobios se
desarrollan mas lentamente que los aerobios.

1. Obtención de AcetilCoA por
oxidación de piruvato, que
proviene de la degradación
de la glucosa por la vía
glicolítica, o por la oxidación
de ácidos grasos o
aminoácidos.
2. La acetil CoA se degrada en el
Ciclo de Krebs con
producción de CO2, H2O y
H+.
3. Se produce un transporte
electrónico hasta el O2
(cadena de transporte de
electrones). Este proceso va
acoplado a un proceso de
producción de ATP llamado
fosforilación oxidativa.

FERMENTACIÓN
➢ La fermentación o metabolismo fermentativo es un proceso
CATABÓLICO DE OXIDACIÓN INCOMPLETA, que NO REQUIERE
OXÍGENO, y cuyo producto final es un compuesto orgánico
➢ El proceso de fermentación es ANAERÓBICO, es decir, se
produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor
final de los electrones producido en la glucólisis no es el oxígeno,
sino un compuesto orgánico. El compuesto orgánico que se
reduce (acetaldehído, piruvato...) es un derivado del sustrato
que se ha oxidado anteriormente.

FERMENTACIÓN
➢ La fermentación se puede definir como un proceso que:
₋ Libera energía a partir de azúcares u otras moléculas
orgánicas como aminoácidos, ácidos orgánicos, purinas,
pirimidinas.
₋ No necesita oxígeno, pero a veces puede ocurrir en su
presencia.
₋ No necesita recurrir al Ciclo de Krebs ni a una cadena de
transporte electrónico.

FERMENTACIÓN
➢ La fermentación se puede definir como un proceso que:
₋ Utiliza una molécula orgánica como aceptor final de los
electrones.
₋ Sólo produce pequeñas cantidades de ATP, una o dos
moléculas por cada molécula de material inicial, debido a
que una gran parte de la energía inicial almacenada en la
glucosa (o cualquier otro sustrato fermentable) permanece
en los enlaces químicos de los productos finales orgánicos,
como el ácido láctico o el etanol.

FERMENTACIÓN

FERMENTACIÓN
Destino final del piruvato:
1. La gran diferencia entre las
bacterias y los eucariontes es la
forma en la que eliminan el
piruvato.
2. La regla es la oxidación
incompleta que genera una gran
cantidad de metabolitos.

FERMENTACIÓN
Tipos de fermentación:
➢ Fermentación alcohólica: Producción de etanol a partir de la
glucosa.
➢ Fermentación Homoláctica. Gen. Streptococcus y algunos
Lactobacillus fermentan la glucosa a ácido láctico.
➢ Fermentación heteroláctica: La mitad de la glucosa se convierte
en ácido láctico, el resto en una mezcla de CO2 ácido fórmico,
ácido acético, etc. Ejemplo Lactobacillus y Leuconostoc.

FERMENTACIÓN
Tipos de fermentación:
➢ Fermentación del ácido propiónico: característica en algunas
anaerobias como Propionibacterium .
➢ Fermentación ácido-mixta: característica de las enterobacterias.
Los productos son : ácido láctico, acético, succínico y fórmico.
➢ Fermentación de butanodiol: Enterobacter, Serratia y Bacillus
producen butanodiol.
➢ Fermentación del ácido butírico: Se observa en bacterias del
género Clostridium.

RESPIRACIÓN
➢ Existe un aceptor final
exógeno que cuando es
Oxígeno se habla de
respiración aerobia y
cuando es otro
compuesto inorgánico
se habla de respiración
anaerobia. Con o sin
oxígeno.
➢ Aceptor final de e-
compuesto inorgánico
➢ 1 glucosa/38 ATP
FERMENTACIÓN
➢ Tanto la molécula
dadora como aceptora
de electrones son
compuestos orgánicos.
Sin oxígeno.
➢ Aceptor final de e-
compuesto orgánico
➢ 1 glucosa/2 ATP
➢ Es por ello que el
rendimiento energético
es menor que la
respiración.

FOTOSÍNTESIS
➢ Es la transformación de energía luminosa en energía química.
➢ Posteriormente la energía química, en forma de ATP, se utiliza
para convertir el CO2 proveniente de la atmósfera en
compuestos orgánicos como la glucosa y otros azúcares.
➢ Ej. CIANOBACTERIAS

VÍAS CENTRALES DEL METABOLISMO BACTERIANO.
Vía Glucolítica o de Embden
Meyerhof
Vía de las Pentosas Fosfato
Vía de Entner-Doudoroff

Vía Glucolítica o de Embden Meyerhof
➢ Balance neto 2 moléculas de ATP. La gran mayoría de los
microorganismos. Ruta muy utilizada por los microorganismos
para la fermentación de la glucosa.
Vía de las Pentosas Fosfato
➢ Fermentadores heterolácticos. Fuente de NADH. ( 1 molécula de
ATP).
Vía de Entner-Doudoroff
➢ Aerobias estrictas como Neisseria y Pseudomonas. ( 1 molécula
de ATP).

➢ Glucólisis o vía de EmbdenMeyerhof es la ruta más común de
degradación de la glucosa a piruvato.
➢ Está presente en los principales grupos de microorganismos y
actúa en presencia o ausencia de O2.
➢ Ocurre en el citoplasma de procariotas y eucariotas.
➢ Balance neto 2 moléculas de ATP.

➢ Se puede usar al mismo tiempo que la vía glucolítica. Puede
operar de forma aerobia o anaerobia, y es importante tanto en
el anabolismo como en el catabolismo.
Funciones:
1) 1) Formación de NADPH, necesario para la biosíntesis.
2) 2) Síntesis de azúcares con 4 y 5 átomos de carbono.
3) 3) Los intermedios de la ruta pueden ser usados para
producir ATP.
4) 4) Se puede usar para catabolizar tanto pentosas como
hexosas.
➢ Fermentadores heterolácticos. Fuente de NADH. ( 1 molécula de
ATP).

➢ La mayoría de las bacterias tienen las vías glucolítica y de las
pentosas fosfato, pero algunas sustituyen la glucólisis por esta
ruta.
➢ Está presente en Pseudomonas, Azotobacter, Agrobacterium,
Rhizobium y algunos otros géneros de microorganismos Gram
negativos.
➢ Muy pocas bacterias Gram positivas tienen esta vía.
Enterococcus faecalis es una rara excepción.
➢ Aerobias estrictas como Neisseria y Pseudomonas. ( 1 molécula
de ATP).

MEDIOS DE CULTIVO
➢ Un medio de cultivo es un conjunto de nutrientes, factores de
crecimiento y otros componentes que crean las condiciones
necesarias para el desarrollo de los microorganismos.
➢ La diversidad metabólica de estos es tan grande que la variedad
de medios de cultivo es enorme, no existiendo un medio de
cultivo universal adecuado para todos ellos, ni siquiera
refiriéndonos a las bacterias con exclusividad.
➢ Se requiere conocer exigencias nutritivas. ( Poco y muy
exigentes)
➢ Satisfacen sus necesidades nutritivas.

MEDIOS DE CULTIVO

REGULACIÓN DEL METABOLISMO
➢ Regulación de la actividad enzimática
₋ Control de la transcripción del ARNm necesario para la
síntesis de una enzima.
➢ Regulación de la síntesis enzimática:
₋ Inducción
₋ Represión

➢ Inducción: síntesis de ciertas enzimas (o aumento de
su síntesis) debida a la presencia en el medio de
sustratos metabolizables adecuados (la existencia de
determinados estímulos ambientales, no
necesariamente de tipo nutricional).
➢ Ejemplo típico: la producción de b-galactosidasa es
inducible en determinadas bacterias cuando en el
medio aparece un azúcar de tipo b-galactósido (como
la lactosa).

➢ Represión: desconexión rápida de la ruta biosintética
de un determinado compuesto, cuando éste aparece
aportado en el medio de la bacteria.
➢ Ejemplo típico: si E. coli crece en ausencia de
triptófano (Trp), la ruta para su biosíntesis está
funcionando hasta que ese aa. aparezca en el medio.
➢ La represión no siempre tiene que ver con estímulos
nutricionales: se pueden desconectar genes para
evitar que su expresión interfiera con otros procesos
que ya están en curso en la célula.

CRECIMIENTO BACTERIANO
➢ Aumento ordenado de todos los constituyentes
químicos de la célula.
➢ Los nutrientes se pueden clasificar en:
₋ Esenciales: el microorganismo no puede
sintetizarlos por sí solo y debe adquirirlos de forma
externa.
₋ No esenciales: el microorganismo los produce a
partir de otros componentes.

➢ Fase de Latencia (adaptación)
➢ Fase de crecimiento exponencial….(exotoxinas)
➢ Fase estacionaria………(esporulación)
➢ Declinación o muerte (agotamiento nutrientes)

➢ Fase de Latencia
₋ Las bacterias se adaptan a
las condiciones de
crecimiento.
₋ No tienen aún la
posibilidad de dividirse.
₋ Se produce la síntesis de
ARN, enzimas y otras
moléculas.

➢ Fase de crecimiento
exponencial
₋ Multiplicación celular de
forma exponencial.
₋ El número de nuevas
bacterias que aparecen
por unidad de tiempo es
proporcional a la
población actual.

➢ Fase estacionaria
₋ La tasa de crecimiento
disminuye como consecuencia
del agotamiento de nutrientes
y la acumulación de productos
tóxicos.
₋ Esta fase se caracteriza por un
valor constante del número de
bacterias a medida que la tasa
de crecimiento bacteriana se
iguala con la tasa de muerte.

➢ Declinación o muerte
₋ Las bacterias se quedan
sin nutrientes y mueren.

➢ Medidas directas del crecimiento bacteriano
₋ Recuento de células totales
₋ Recuento de células viables (colonias)
➢ Medidas indirectas del crecimiento bacteriano
₋ Turbidez. Es un método muy rápido y útil de medir el
crecimiento bacteriano.
₋ fotómetro
₋ espectrofotómetro

➢ Medidas directas del crecimiento bacteriano
₋ Recuento de células totales
₋ Recuento de células viables (colonias)

➢ Medidas indirectas del crecimiento bacteriano
₋ Turbidez. Es un método muy rápido y útil de medir el
crecimiento bacteriano.
₋ fotómetro
₋ espectrofotómetro

TEMPERATURA
TIPO DE M.O RANGO T° T° OPTIMA M.0
PSICRÓFILO -5 a 30°C 15°C Listeria m.
Campylobacter j.
(psicrotrofas)
MESÓFILO 10 a 45°C 35°C E.coli
Salmonella spp
Bacillus spp
TERMÓFILO 25 a 80°C 55°C Bacillus spp
Stearothermophillus spp

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