El documento resume los conceptos clave del metabolismo bacteriano. En menos de 3 oraciones: 1) Las bacterias requieren nutrientes como carbono, nitrógeno, energía y agua para formar bloques celulares y crecer. 2) Utilizan varias rutas metabólicas como la glucolisis, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa para degradar moléculas como la glucosa y obtener energía en forma de ATP. 3) La energía obtenida se usa para procesos anabólicos como la biosíntesis de moléculas

1. EDINSON MORALES CHAVEZ
Facultad de Medicina Humana

2. METABOLISMO BACTERIANO
 NECESIDADES METABOLICAS
Carbohidratos, proteínas, lípidos para formar “bloques”
y luego células.
Necesidades mínimas: C, N, Energía, H2O y iones.
Elementos esenciales: C,O,N,H,S,P
Iones : Na,K,Ca,Mg,Cl
Compuestos de las enzimas: Fe, Zn,Mo,Se,Co,Cu,Ni

3. HIERRO
 Nuestro cuerpo secuestra hierro (esconde) para
disminuir su disponibilidad como método de
protección.
 Las bacterias concentran el hierro a partir de la
secreción de proteínas llamadas SIDEROFOROS.

4. OXIGENO
 Es esencial para el humano pero tóxico para algunas
bacterias ej. Cl. Perfringens que causa la Gangrena
gaseosa el cual es un anaerobio estricto.
 M. tuberculosis utiliza el O2 para su crecimiento el
cual es un aerobio estricto.
 Otras que pueden crecer en presencia o ausencia de O2
llamadas anaerobias facultativas.

5.  Las bacterias aerobias producen : Dismutasa y
Catalasa las cuales actúan inhibiendo la acción de los
productos tóxicos del metabolismo aerobio.

6. NUTRIENTES Y BACTERIAS
 De acuerdo a sus necesidades nutricionales las
bacterias pueden ser:
 AUTOTROFAS: Litotrofas, dependen de sustancias
químicas inorgánicas y de una fuente de C (CO2) para
producir E .
 HETEROTROFOS: Organotrofas, depende de
sustancias orgánicas, es decir necesitan de C orgánico.

7. GRUPOS NUTRICIONALES
Grupo Fuente de Fuente de
nutricional carbono energía
Fotoautótrofos CO2 Luz
Compuesto
Fotoheterótrofos Luz
orgánico
Sales
Quimioautótrofos CO2
inorgánicas
Compuesto Compuesto
Quimioheterótrofos
orgánico orgánico

8.  De lo anterior se puede concluir que hay bacterias
altamente selectivas y otras no.
 Poco selectivas: E. coli
 Muy selectivas : T. pallidum

9. METABOLISMO Y CONVERSION DE
LA E
 Para poder sobrevivir las células tienen que gastar E.
La E se obtiene del ATP a partir de la degradación de
sustancias orgánicas (Carbohidratos, lípidos y
proteínas).
 A este proceso de degradación de sustratos y su
conversión en E utilizable se denomina
CATABOLISMO.

10.  La E obtenida servirá para luego emplearse en la
síntesis de los compuestos celulares (pared celular,
proteínas, ácidos grasos, ácidos nucleicos), a esto se
denomina ANABOLISMO.
 La interrelación de estos 2 procesos se denomina
METABOLISMO INTERMEDIO.

11. NUTRICIÓN BACTERIANA
METABOLISMO
BIOSÍNTESIS
NUTRIENTES ENERGÍA

12. PROCESO METABOLICO
 Se inicia con la HIDRÓLISIS de :
 MACROMOLECULAS: proteínas, carbohidratos y
lípidos.
 MICROMOLECULAS: péptidos, monosacáridos y
ácidos grasos, estos son transportados a través de la
membrana celular al interior del citoplasma a través de
Mecanismos activos y pasivos.

13. TRANSPORTE
 Pueden utilizar Carrier o MPT .
 De la degradación de estos metabolitos se forma
finalmente ACIDO PIRUVICO (a través de 1 o más
rutas).
 A partir del Ac. Pirúvico se pueden formar :
1.Producción nueva de E
2.Síntesis de nuevos carbohidratos, lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos.

14. TIPOS DE REACCIONES METABÓLICAS
Reacciones energéticas
Reacciones de biosíntesis
Reacciones de polimerización
Reacciones de ensamblaje

15. REACCIONES ENERGÉTICAS:
FASES
 Digestión extracelular
 Paso a través de la envuelta:
 Difusión simple
 Difusión facilitada
 Transporte activo
 Degradación y obtención de energía

16. Difusión Difusión
simple facilitada
Transporte pasivo Transporte activo

17. METABOLISMO DE LA GLUCOSA
 Es el carbohidrato por excelencia, aquí se trata de
explicar cómo las bacterias utilizan o metabolizan la
glucosa para la obtención de E u otros sustratos.
 Lo hacen por varios procesos: fermentación,
respiración anaerobia o aerobia .

18. REACCIONES ENERGÉTICAS:
 Vía glucolítica de Embder
Meyerhof
 Vía pentosa fosfato
 Ciclo de Krebs
 Vía de Entner Doudoroff

19. REACCIONES ENERGÉTICAS
 Fermentación:
 Aceptor final de e- compuesto orgánico
 1 glucosa/2 ATP
 Respiración:
 Aceptor final de e- compuesto inorgánico
 1 glucosa/38 ATP

20. RUTA DE EMBDEN-MEYERHOF-
PARNAS
 Aquí el catabolismo de la glucosa utiliza 3 rutas para
convertir la glucosa en PIRUVATO .
1.Ruta glucolítica(EMP), es la más frecuente y se
consigue piruvato.
2.Ruta del NADH
3.Ruta de la fermentación del piruvato.

21.  Ocurre en aerobiosis y anaerobiosis.
 La reacción inicia con la formación de Glucosa 6
fosfato y se genera ATP a partir de ADP con la
participación de NADH hasta su conversión final en
Piruvato .

23. CICLO DEL ACIDO TRICARBOXILICO
 Permite generar una cantidad mucho mayor de E
 Se forma también un GPT (TRIFOSFATO DE
GUANOSINA).
 Es el principal mecanismo de generación de ATP.
 No sólo permite obtener E a partir de glucosa, sino
también de los a.a y los ácidos grasos.
 El ciclo del ATC constituye un medio por el cual los
carbonos procedentes de los lípidos (Acetil CoA)
pueden desviarse hacia la producción de E o la
generación de nuevos productos orgánicos.

24. Ciclo de Krebs
o
Ciclo del ácido
tricarboxílico
(ATC)

26.  El ATC es un ciclo ANFIBOLICO, es decir que puede
actuar en situaciones anabólicas y/o catabólicas de la
célula.

27. RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
 Llamado también Ruta de las Hexosas Monofosfatos.
 Utiliza 2 enzimas: Transcetolasas y Transaldolasas,
las cuales generan diferentes tipos de azúcares.
 Se da en aerobiosis.
 También interviene el NADH.
 Ribulosa 5 fosfato y luego en Ribosa 5 fosfato .

28. REACCIONES DE BIOSÍNTESIS
 Formación de elementos estructurales:
 Ácidos grasos
 Azúcares
 Aminoácidos
 Nucleótidos

29. REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN Y
ENSAMBLAJE
 Formación de macromoléculas:
ADN, ARN, proteínas,
peptidoglicano, fosfolípidos,
LPS...
 Formación de las distintas
estructuras celulares

30. REGULACIÓN DEL METABOLISMO
 Regulación de la actividad enzimática
 Regulación de la síntesis
enzimática:
 Represión
 Inducción

31. CRECIMIENTO BACTERIANO
 La replicación bacteriana es un proceso coordinado
durante el cual se producen 2 células hijas idénticas.
 Para el crecimiento bacteriano debe existir los
suficientes metabolitos para permitir la síntesis de los
componentes bacterianos.

32. REPLICACION CROMOSOMICA
 Se inicia en la membrana y cada cromosoma hijo se
ancla a una porción diferente de la misma. Los
procesos de formación de la membrana bacteriana,
síntesis de peptidoglucanos y división celular se llevan
a cabo en forma coordinada y secuencial, a medida que
crece la membrana bacteriana los cromosomas hijos se
separan.

33.  El comienzo de la replicación cromosómica también
inicia el proceso de división celular, la cual se puede
visualizar por el comienzo de la formación del tabique
que separará a las 2 células hijas, incluso pueden darse
otras replicaciones antes de que haya terminado la
replicación inicial .

34. División celular: fisión binaria

35. REPRODUCCIÓN BACTERIANA:
FISIÓN BINARIA
Cromosoma
Membrana
Pared
División nuclear
Septación
Separación

36. REPRODUCCIÓN BACTERIANA:
FISIÓN BINARIA

37. AGOTAMIENTO DE LOS
METABOLITOS
 La inanición o la aparición de productos metabólicos
tóxicos (alcohol) desencadena la producción de
ALARMONAS, que son sustancias químicas las cuales
provocan la interrupción de la síntesis de DNA y de los
procesos de degradación.

38.  Los ribosomas se desintegran para formar precursores
de desoxirribonucleótidos; el peptidoglucano y las
proteínas se degradan y la célula se contrae .

39.  Puede empezar la formación del tabique aunque es
posible que la célula no se divida por lo que morirá un
gran número de células, esto en algunas especies da
inicio a un proceso de ESPORULACION.

40. DINAMICA POBLACIONAL
 Cuando se añaden bacterias a un medio de cultivo,
antes de empezar a dividirse ha de transcurrir un cierto
tiempo de adaptación al nuevo ambiente, éste
intervalo se conoce como Fase de Latencia del
Crecimiento.

41.  En cambio 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 tipo de medio y las
condiciones imperantes.

42. Nt = No x 2 t/d
 Nt= N° de bacterias que han crecido después de un
cierto tiempo (t)
 t/d = cociente del tiempo transcurrido por el tiempo
de duplicación
 No = N° inicial de bacterias

43.  Finalmente cuando los metabolitos del cultivo se
agotan o bien aparece en su seno alguna sustancia
tóxica, en ese momento las bacterias interrumpen su
crecimiento y pasan a la llamada Fase Estacionaria ,
la cual da inicio a la Fase de Declive y muerte
bacteriana.

44. Crecimiento de un microorganismo en
medio de cultivo líquido
1- Fase de latencia
2- Fase exponencial
3- Fase estacionaria
4- Fase de muerte

45. MEDIOS DE CULTIVO

46. CRECIMIENTO BACTERIANO:
TIPOS DE MEDIOS DE CULTIVO
 Según su estado físico:
- Líquidos o caldos
- Sólidos (Agar al 1.5-2%)
- Semisólidos
 Según crecimiento que permitan:
- Enriquecidos
- De enriquecimiento
- Selectivos
- Diferenciales

47. CRECIMIENTO BACTERIANO:
FACTORES
1. Temperatura
2. pH
3. Medio de cultivo
4. Inóculo

48. TEMPERATURA

49. pH
A. Acidófilos
B. Neutrófilos
C. Alcalófilos

50. ESTUDIO CUALITATIVO DEL
CRECIMIENTO BACTERIANO
 Medios líquidos:
Turbidez
 Medios sólidos:
Colonias

51. COLONIAS BACTERIANAS. TIPOS
Forma CIRCULAR IRREGULAR FILAMENTOSA RIZOIDE
Superficie CONVEXA PLANA UMBILICADA CRATERIFORME
Bordes REDONDEADO ONDULADO FILAMENTOSO ESPICULADO LOBULADO

54. 1: alfa-hemólisis
Colonias aisladas
alfa-hemólisis
Cultivo cofluente
2: beta-hemólisis
Colonias aisladas
beta-hemólisis