El metabolismo microbiano es importante en la industria de la biometalurgia ya que influye en la recuperación de minerales a partir de los microbios.

1. METABOLISMO
MICROBIANO
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES
CARRION
CURSO : BIOMETALURGIA
ING: RAMOS MARTINEZ, Jonás
ALUMNOS: AVELINO ROMUALDO, Jean Carlos
OLIVERA SUAZO, Branny
CORTEZ MARCELO, Crysthian
MEZA CHACPA, Liliana

2. INTRODUCCIÓN
El crecimiento microbiano requiere la formación de
estructuras bioquímicas complejas como
proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos
a partir de elementos preformados en el medio de
crecimiento o ser sintetizados por la propia célula;
a su vez, este crecimiento necesita de una fuente
de energía para ser llevado a efecto; todo este
proceso se designa con el nombre de
metabolismo, que se define como todas las
transformaciones químicas que ocurren en una
célula.

3. DEFINICION
 El metabolismo microbiano es el conjunto de procesos por los
cuales un microorganismo obtiene la energía y
los nutrientes(carbono, por ejemplo) que necesita para vivir y
reproducirse. Los microorganismos utilizan numerosos tipos
de estrategias metabólicas distintas y las especies pueden a
menudo distinguirse en función de estas estrategias.
 Las características metabólicas específicas de un
microorganismo constituyen el principal criterio para
determinar su papel ecológico, su responsabilidad en los ciclos
biogeoquímicos y su utilidad en los procesos industriales.

4. PRINCIPIOS DEL
METABOLISMO MICROBIANO
Las bacterias se encuentran en casi todos los ambientes e
intervienen en varios procesos biológicos.
El crecimiento microbiano requiere la formación de estructuras
complejas como proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y
lípidos a partir de elementos preformados en el medio de
crecimiento o ser sintetizados por la propia célula, a su vez, este
crecimiento necesita de una fuente de energía para ser llevado a
efecto, todo este proceso se designa con el nombre de
metabolismo, que se define como todas las transformaciones
químicas que ocurren en una célula.

5. Energía para
el movimiento,
transporte de
nutrientes,etc
Catabolismo
Productos de desecho
Componentes
celulares
Nutrientes
Anabolismo
Energía
para el
desarrollo
Fuente de energía

6. • Todos los procesos que ocurren en la célula o bacteria
requieren de energía.
• Esta energía está almacenada como moléculas de ATP, que se
forma a partir
• de ADP y fosfato inorgánico.

7. FASES DEL METABOLISMO:
ANABOLISMO : Formación o síntesis de compuestos químicos
(Biosíntesis)
CATABOLISMO : Degradación o descomposición de
compuestos.

8. • El metabolismo tiene lugar a través de secuencias de reacciones catalizadas
enzimáticamente, y se divide en anabolismo y catabolismo. El proceso por el
cual la célula bacteriana sintetiza sus propios componentes se conoce como
anabolismo, y como resulta en la producción de nuevo material celular,
también se denomina biosíntesis.
• La biosíntesis es un proceso que requiere energía, por lo tanto las bacterias
deben ser capaces de obtenerla de su entorno para crecer y, eventualmente,
multiplicarse.
• El conjunto de reacciones degradativas de los nutrientes para obtener energía
o para convertirlos en unidades.

9. TIPOS DE METABOLISMO
MICROBIANO
Los distintos tipos de metabolismo microbiano se pueden
clasificar según tres criterios distintos:
1. La forma la que el organismo obtiene el carbono para la
construcción de la masa celular:
AUTÓTROFO. El carbono se obtiene del dióxido de
carbono (CO2).
HETERÓTROFO. El carbono se obtiene de compuestos
orgánicos (glucosa, por ejemplo).
MIXÓTROFO. El carbono se obtiene tanto de compuestos
orgánicos como fijando el dióxido de carbono.

10. 2. La forma en la que el organismo
obtiene los equivalentes reductores para
la conservación de la energía o en las
reacciones biosintéticas:
Litotrofo. Los equivalentes reductores se
obtienen de compuestos inorgánicos.
Organotrofo. Los equivalentes reductores
se obtienen de compuestos orgánicos.

11. 3. La forma en la que el organismo obtiene la energía para vivir y crecer:
Quimiotrofo. La energía se obtiene de compuestos químicos externos.
Fototrofo. La energía se obtiene de la luz.

12. METABOLISMO HETERÓTROFO
La mayoría de los microorganismos son
heterótrofos (o más exactamente
quimiorganoheterótrofos), con
compuestos orgánicos como fuentes de
carbono y de energía. Los
microorganismos heterótrofos viven de
los alimentos que roban a anfitriones
vivos (como comensales o parásitos) o
de la materia orgánica muerta de todo
tipo (saprófagos). Este metabolismo
microbiano constituye el principal factor
de descomposición de todos los
organismos después de muerte.

13. CLASIFICACIÓN NUTRICIONAL
DE LOS ORGANISMOS
Tipo Fuente de
energía
Fuente de
carbono
Ejemplos
Fotoautotrofas Luz CO2 Algas y
cianobacterias
Fotoheterotrofas Luz Compuestos
orgánicos
Algas y bacterias
fotosintéticas
Quimioautotrofas o
Litotrofas Química
Compuesto
inorgánicos: H2,
NH3, NO2, H2S,
CO2
Pocas bacterias
Quimioheterotrofas o
Heterótrofas
Química Compuesto
orgánicos: glucosa
La mayoría de
bacterias

14. FERMENTACIÓN
La fermentación es un tipo específico de metabolismo
heterótrofo que utiliza carbono orgánico en vez de oxígeno
como receptor terminal de electrones. Esto significa que
estos organismos no utilizan una cadena de transporte de
electrones para oxidar NADH a NAD+ y por lo tanto deben
tener un método alternativo para usar esta energía reductora
y mantener una fuente de NAD+ para el funcionamiento
apropiado de las rutas metabólicas normales (por ejemplo,
la glicolisis). Puesto que no requieren oxígeno, los
organismos fermentantes son anaerobios.

15. MODOS METABÓLICOS
ESPECIALES
METILOTROFÍA.-
La metilotrofía se refiere a la capacidad de un organismo para utilizar
compuestos C1 como fuentes de energía. Estos compuestos incluyen
el metanol, aminas metílicas, formaldehído y metanoato. Varios
otros sustrato menos comunes que carecen de enlaces carbono-carbono
también se pueden utilizar para el metabolismo. Ejemplos de
metilotrofos son las bacterias Methylomonas yMethylobacter.
La metanotrofía es un tipo específico de metilotrofía que puede usar
también metano (CH4) como fuente del carbono. El metano es oxidado
secuencialmente a metanol (CH3OH), formaldehído (CH2O), metanoato
(HCOO- ) y finalmente a dióxido de carbono usando inicialmente la
enzima metano-monooxigenasa.

16. SINTROFIA
La sintrofía, en el contexto del
metabolismo microbiano, se
refiere a la colaboración de varias
especies para realizar una
reacción química que, de otra
forma, sería desfavorable
energéticamente. El ejemplo
mejor estudiado de este proceso
es la oxidación de los productos
fermentantes finales (tales
como acetato, etanol y butirato)
por organismos tales
como Syntrophomonas.
RESPIRACION ANAEROBICA
En los organismos aerobios el oxígeno es el receptor final de
los electrones durante la respiración. Esto es muy eficiente
pues el oxígeno tiene un potencial muy bajo de reducción.
Los organismos anaerobios utilizan receptores de electrones
que tienen un potencial más alto de reducción que el oxígeno,
lo que significa que la respiración es menos eficiente y
conduce generalmente a tasas de crecimiento más lentas que
en los aerobios. Muchos anaerobios facultativos pueden
utilizar tanto oxígeno como receptores finales de electrones
alternativos para la respiración dependiendo de las
condiciones ambientales. La mayoría de los organismos de
respiración anaerobia son heterótrofos, aunque hay algunos
autótrofos.
QUIMIOLITOTROFÍA
La quimiolitotrofía es un tipo de metabolismo en la
cual la energía se obtiene de la oxidación de
compuestos inorgánicos. La mayoría de los
organismos quimiolitotrofos son también autótrofos.
La quimiolitotrofía tiene dos funciones importantes: la
generación de la energía (ATP) y la generación de
potenciales reductores (NADH).
DESNITRIFICACIÓN
La desnitrificación es la utilización del nitrato
(NO3
- ) como receptor terminal de electrones.
Es un proceso extensamente distribuido y
utilizado por muchos miembros
de Proteobacteria. Muchos anaerobios
facultativos utilizan la desnitrificación porque
el nitrato, como el oxígeno, tiene un bajo
potencial de reducción. Muchas bacterias
desnitrificadoras pueden también utilizar
el hierro férrico (Fe3
+ ) y algunos compuestos
orgánicos como receptores de electrones.

17. OXIDACIÓN DEL
HIDRÓGENO
Muchos organismos son capaces de usar hidrógeno (H2) como
fuente de energía. Previamente se han mencionado varios
mecanismos de oxidación anaerobia del hidrógeno (por ejemplo,
la reducción del sulfato y las bacterias acetogénicas), pero
además el hidrógeno se puede utilizar también como fuente de
energía aerobia. En estos organismos, el hidrógeno es oxidado
por una hidrogenasa ligada a la membrana, realizando el
desplazamiento del protón vía una transferencia de electrones a
varias quinonas y citocromos.

18. La nitrificación es el proceso por el cual el amoníaco (NH3) es
convertido en nitrato (NO3
- ). La nitrificación es realmente el
beneficio neto de dos procesos distintos: la oxidación de
amoníaco a nitrito (NO2
- ) por una bacteria nitrificante (por
ejemplo, Nitrosomonas) y la oxidación de nitrito a nitrato por una
bacteria nitrito-oxidante (por ejemplo, Nitrobacter). Ambos
procesos son extremadamente poco energéticos y llevan a tasas
de crecimiento muy lentas para ambos tipos de organismos.
NITRIFICACIÓN

19. ANAMMOX
Anammox denota la oxidación anaerobia del amoníaco, un
proceso descubierto recientemente (a finales de los 90). La
realizan los miembros de Planctomycetes (por ejemplo,
Candidatus Brocadia anammoxidans) e implica el acoplamiento
de la oxidación de amoníaco con la reducción de nitrito.

20. FOTOTROFÍA
Muchos microorganismos son capaces de usar la luz como fuente
de la energía (fototrofía). De éstos, Cyanobacteria y las algas son
particularmente significativas porque son oxigénicas, usando
agua como donador de electrones para la transferencia del
electrón durante la fotosíntesis. Junto con las plantas, estos
microorganismos son responsables de toda la generación
biológica de oxígeno sobre la Tierra.