Este documento describe los conceptos básicos del metabolismo y la genética de las bacterias. Explica que las bacterias requieren una fuente de carbono, nitrógeno, energía y otros nutrientes para su crecimiento. También describe los diferentes tipos de metabolismo bacteriano, incluido el metabolismo de la glucosa, y los procesos de transcripción, traducción y replicación del ADN. Además, explica los mecanismos de mutación, reparación del ADN, transferencia genética y recombinación en bacterias.

1. MICROBIOLOGIA,
PARASITOLOGIA E
INMUNOLOGIA I
Metabolismo y genética
de las bacterias

2. Metabolismo bacteriano

3. Necesidades metabólicas
 El crecimiento bacteriano requiere una fuente de energía y la
materia prima necesaria para fabricar las proteínas, las
estructuras y las membranas que conforman la maquinaria
estructural y bioquímica de la célula.
 Las bacterias deben obtener o sintetizar los aminoácidos, los
carbohidratos y los lípidos utilizados para fabricar las
unidades (≪bloques≫) que constituyen las células.

4.  Las necesidades mínimas para el crecimiento son una fuente de
carbono y nitrógeno, una fuente de energía, agua y diversos iones.
 El oxigeno (gas O2) es esencial para el ser humano, en realidad
constituye una sustancia toxica para muchas bacterias.
 Algunos microorganismos no pueden crecer en presencia de oxigeno.
 Este tipo de bacterias son conocidas como anaerobias estrictas.
 Otras bacterias requieren la presencia de oxigeno molecular para su
crecimiento y, en consecuencia, se denominan aerobias estrictas.

5.  La mayor parte de las bacterias puede crecer tanto en
presencia como en ausencia de oxigeno, en cuyo caso
reciben el nombre de anaerobias facultativas.

6. Metabolismo, energía y
biosíntesis
 Para sobrevivir, todas las células precisan de un aporte constante de
energía.
 Esta energía, habitualmente en forma de (ATP), se obtiene a partir de la
degradación controlada de diversos sustratos orgânicos (carbohidratos,
lípidos y proteinas).
 Este proceso de degradación de los sustratos y de su conversión en
energía utilizable se conoce como catabolismo.
 La energía así obtenida puede emplearse luego en la síntesis de los
componentes celulares (paredes celulares, proteínas, ácidos grasos y
ácidos nucleicos), proceso que recibe el nombre de anabolismo.
 El conjunto de estos dos procesos, que están muy interrelacionados e
integrados, se conoce como metabolismo intermedio.

7. Metabolismo de la glucosa
 En lugar de liberar toda la energía de la molécula en forma de
calor (de manera semejante a la combustión), las bacterias
degradan la glucosa en pasos independientes para poder
captar la energía asi producida en formas utilizables.
 Las bacterias producen energía a partir de la glucosa a través
de (enumerados por orden creciente de eficiencia):
 fermentación,
 Respiración anaerobia (en ambos casos en ausencia de
oxigeno)
 respiración aerobia.

8. Los genes bacterianos y su
expresión
 El genoma bacteriano es todo el conjunto de genes que tiene
la bacteria, tanto en su cromosoma como en sus elementos
genéticos extracromosomicos, si existen.
 Cada genoma contiene muchos operones, que están
constituidos por genes.
 Las bacterias suelen tener solo una copia de sus
cromosomas (es decir, son haploides), mientras que los
eucariotas suelen tener dos copias distintas de cada
cromosoma (son, por consiguiente, diploides).

9.  Las bacterias también pueden contener elementos
genéticos extracromosómicos como plásmidos y
bacteriófagos (virus bacterianos)

10. Transcripción
 La información existente en la memoria genética del acido
desoxirribonucleico (ADN) se transcribe en una molécula de
un ARN mensajero (ARNm) para su posterior traducción en
proteinas.
 El proceso comienza cuando el factor sigma reconoce una
secuencia especifica de nucleotidos en el ADN (el
promotor) y se une firmemente a ella.

11.  a partir del ADN se transcribe el ARN de transferencia
(ARNt), el cual se utiliza en la sintesis de las proteinas, y el
ARN ribosómico (ARNr), el cual forma parte de los
ribosomas.

12. Traducción
 La traducción es el proceso por el cual el código genético
en forma de ARNm se convierte (traduce) en una secuencia
de aminoácidos, el producto proteico.

13. Control de la expresión génica
 Las bacterias han desarrollado mecanismos para adaptarse
con rapidez y eficiencia a los cambios y estímulos
ambientales.
 Lo que les permite coordinar y regular la expresión de los
genes para las estructuras con múltiples componentes o las
enzimas de una o mas vias metabólicas.

14. Replicación del ADN
 La replicación del cromosoma bacteriano se desencadena
por una cascada de sucesos relacionados con la velocidad
de crecimiento de la célula.
 La replicación del ADN bacteriano se inicia en una secuencia
especifica del cromosoma denominada oriC.

15. Crecimiento bacteriano
 La replicación bacteriana es un proceso coordinado durante
el cual se producen dos células hijas idénticas.
 Su crecimiento exige la presencia de suficientes metabolitos
para permitir la síntesis de los componentes bacterianos y,
especialmente, de los nucleótidos destinados a la síntesis
del ADN.

16. Genética bacteriana

17. Mutación, reparación y
recombinación
 Es importante que el ADN se replique de forma precisa para
que las bacterias sobrevivan, pero se producen errores y
alteraciones accidentales del ADN.
 Las bacterias tienen sistemas de reparación del ADN
eficientes, pero aun se siguen produciendo mutaciones y
alteraciones en el ADN.

18. Mecanismos de reparación del
ADN
 Con el propósito de minimizar los daños al ADN, las células
bacterianas han desarrollado diversos mecanismos de reparación.
1.La reparación directa del ADN consiste en la eliminación
enzimatica del daño (p. ej., dimeros de pirimidina y bases alquiladas).
2. La reparación por escisión se basa en la eliminación del
segmento de ADN que contiene las lesiones, seguida de la síntesis de
una nueva hebra de ADN.
Existen dos tipos de mecanismos de reparación por escision:
generalizada y especializada.

19. 3. La reparación posreplicación o por recombinación consiste
en la recuperación de la información que falta mediante procesos
de recombinación genética cuando están dañadas ambas hebras
de ADN.
4. La llamada respuesta SOS se caracteriza por la inducción de
numerosos genes (aproximadamente 15) tras la aparicion de
daño al ADN, o bien por la interrupción de su replicación.
5. La reparación propensa a error (error-prone repair) es el
ultimo recurso con que cuenta la célula bacteriana antes de
morir.

20. Mecanismos de transferencia
genética entre células
 El intercambio de material genético entre las células bacterianas
puede tener lugar a través de uno de los tres mecanismos siguientes:
1) conjugación, que consiste en un apareamiento o intercambio
cuasisexual de información genética entre una bacteria (donante) y
otra bacteria (receptora);
2) transformación, que es una captación activa y la incorporación de
ADN exógeno
3) transducción, la cual se caracteriza por la transferencia de
información genética de una bacteria a otra por medio de un
bacteriófago.

21. Transformación
 La transformación es el proceso mediante el cual las
bacterias captan fragmentos de ADN desnudo y los
incorporan a sus genomas.

22. Conjugación
 La conjugación produce una transferencia unidireccional de
ADN desde un célula donante (o macho) hasta una célula
receptora (o hembra) a través del llamado pilus sexual.

23. Transducción
 La transferencia genética por transducción esta mediada por virus
bacterianos (bacteriofagos) que captan fragmentos de ADN y los
almacenan en el interior de partículas de bacteriófago

24.  El ADN suministrado a las células infectadas se incorpora luego
al genoma bacteriano.
 La transducción puede clasificarse como:
 especializada si los fagos en cuestión transfieren genes
específicos (habitualmente los adyacentes a sus lugares de
integración en el genoma)
 generalizada si la incorporación de las secuencias es aleatoria
debido al almacenamiento accidental del ADN de la célula
hospedadora en el interior de la cápside del fago.

25. Recombinación
 La incorporación del ADN extracromosomico (extraño) en el
cromosoma tiene lugar mediante un proceso de recombinación.
 Existen dos tipos de recombinación: homologa y no homologa.
 La recombinación homóloga (legítima) es la que tiene lugar
entre secuencias de ADN estrechamente relacionadas y
habitualmente sustituye una secuencia por otra.
 La recombinación no homóloga (ilegítima) es la que tiene
lugar entre secuencias distintas de ADN y, por regla general,
produce inserciones, deleciones o ambas.

26. GRACIAS POR SU ATENCIÓN..!!