metabolismo1-2[1].ppt

8/20/2019 metabolismo1-2[1].ppt

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METABOLISMOMETABOLISMOMICROBIANOMICROBIANO

María Cecilia Arango Jaramillo

Es el estudio de las reacciones químicas quese llevan a cabo en las células


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Energía parael movimiento,

transporte de

nutrientes,etc

Catabolismo

Productos de desecho

Componentes

celulares

Nutrientes

Anabolismo

Energía para el

desarrollo

Fuente de energía


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ASES !EL METABOLISMOASES !EL METABOLISMO:

• ANABOLISMO " ormaci#n o síntesisde com$uestos químicos

%Biosíntesis&

• CATABOLISMO " !e'radaci#n o

descom$osici#n de com$uestos


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TRANS(ORTA!ORES !E

ENER)*A


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• Compuestos ricos en energía :Compuestos ricos en energía :

• Adenosina triAdenosina tri+os+ato+os+ato % AT( & % AT( &

• )uanosina tri)uanosina tri+os+ato+os+ato % )T( & % )T( &

• AcetilAcetil +os+ato+os+ato

• ,cido -./0di,cido -./0di+os+o+os+o'licérido'licérido

• ,cido,cido +os+o+os+oenol$ir1vico % (E( &enol$ir1vico % (E( &

COMPUESTOS RICOS EN ENER!A :


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ElAT(AT( act"a como

trans$ortador de ener'íatrans$ortador de ener'ía o

como interme#iariointerme#iario entre a$uellas reacciones $ueproporcionan energía % las $ue la consumen&

)lucosa Ener'ía AT( Ener'ía

Lí$ido

CO'

( )'

O A*P ( P A*P ( P +ci#o raso

( licerol


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2TILI3ACI4N !E LA2TILI3ACI4N !E LAENER)*A (OR LOSENER)*A (OR LOS

MICROOR)ANISMOSMICROOR)ANISMOS


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La célula microbiana utili5a la ener'ía $ara"

• El movimiento6

• La $roducci#n de calor &

• La electricidad&

• Biolumniscencia6


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,a c-lula micro.iana utili/a la energía $uímica para :

• Sinteti5ar 'randes

moléculas a $artir deotras m7s $eque8as6

• Trans$ortar sustancias 9acia

la célula microbiana :or'ani5arlas en su interior6• Sacar las sustancias de

desec9o de la célulamicrobiana o $ara reali5ar la

secreci#n

• El traba;o mec7nico de

las célula microbianas6


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Trans$orte de Nutrientes6

• !i+usi#n sim$le o $asiva

• !i+usi#n +acilitada• Traslocaci#n en 'ru$o

• Trans$orte activoTrans$orte activo

Trans$orte de Nutrientes6

• !i+usi#n sim$le o $asiva

• !i+usi#n +acilitada• Traslocaci#n en 'ru$o

• Trans$orte activoTrans$orte activo


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OBTENCI4N !E LA

ENER)*A CEL2LARLa célula microbiana obtiene su

ener'ía de dos maneras "

• !e'radando com$uestos :liberando su ener'ía

• Almacenando la ener'íalumínica del sol mediante el$roceso de +otosíntesis6


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,os procesos por los cuales losmicroorganismos o.tienen su energía

son:• 0OTOS!NTESIS

• 1UIMIOS!NTESIS

• RESPIRACI2N 3 Aer#bica

3 Anaer#bica

3 ermentaci#n


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0OTOS!NTESIS


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Naturale/a

#e la lu/


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OTOS*NTESIS

La +otosíntesis es el $roceso que convierte laener'ía lumínica en ener'ía química

La +otosíntesis es el $roceso que convierte laener'ía lumínica en ener'ía química

%C ? O= ?


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Estructura #el cloroplasto % #e las mem.ranas

4otosint-ticas& • ,os organismos

4otosint-ticos procariotes %eucariotes poseen sacos

aplana#os o 5esículasllama#as tilacoides. $uecontienen los pigmentos4otosint-ticos

• Pero solamente loscloroplastos #e loseucariotes est6n ro#ea#os

por una #o.le mem.rana&


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• E7citaci8n #e lamol-cula #e cloro4ila


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ASES!E LAOTOS*NTESIS


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Cloro+ila

• ase lumínica

-=


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Pro#uctos #e la 4ase lumínica % reacciones #ela 4ase oscura

CO= ? -@ AT( ? -= NA!(


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ructosa0+os+ato

)L2COSA)L2COSA


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• 0otosíntesis: reacciones #e lu/ % oscuri#a#


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NO OTOSINTTICOS

• Obtienen ener'ía $arasinteti5ar com$uestosor'7nicos deldesdoblamiento de otroscom$uestos or'7nicos$ree>istentes6

• No 9a: 'anancia en lacantidad total decom$uestos or'7nicos6

• Trans+orman biomasa6

• Por me#io #el ciclo #el car.ono9 to#as lasc-lula micro.ianas9 aut8tro4as o no9 pue#enutili/ar el .i87i#o #e car.ono&

• La conversi#n de CO= en com$uestosor'7nicos requiere ener'ía6

OTOSINTTICOS

• orman com$uestosor'7nicos durante la+otosíntesis

• 2tili5an ener'ía$rocedente de la lu5

• Aumentan la cantidadtotal de com$uestosor'7nicos6 Sinteti5anbiomasa&


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RES(IRACI4N"!ESASIMILACI4N !E

COM(2ESTOS OR),NICOS F LIBERACI4N !E ENER)*A


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RESPIRACI2N: Proceso por el cual la c-lulamicro.iana li.era la energía almacena#a enlos alimentos&

• Este proceso ocurre en las mitocon#rias enla ma%oría #e las c-lulas eucariotes o en lamem.rana celular #e las c-lulas procariotes

• ttp:;;


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Tipos #e respiraci8n

• Res$iraci#n aerobia&

• Res$iraci#n anaerobia %ermentaci#n&&


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RES(IRACI4N AEROBIA

C


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Rata #e pro#ucci8n #e energía por com.usti8n

% por respiraci8n celular

)L2COSA

C

CC

C

C

C

C

C

C

C

CCCC

CC

CC

CCC

CCC

E

E

E

E

EE

RES(IRACI4NCOMB2STI4N


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La 'luc#lisis. rutametab#lica com1n a

todos los or'anismos


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32/68

A $artir la 'lic#lisis $ueden darse la

res$iraci#n aerobia o la anaerobia6


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Ciclo #e>re.s

o

Ciclo #el6ci#o

tricar.o7ílico?ATC@


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El con;unto de reacciones del ciclo ATC se $uederesumir en la si'uiente +orma"

Acetil0CoA ? /


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• os+orilaci#n o>idativa" +ormaci#n directa de

AT( a $artir de A!( : (i


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• La AT(asa utili5a el $otencial eléctrico que se crea

$or la di+erencia entre la concentraci#n de $rotones%


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• En la respiraci8n loselectrones son

trans4eri#os #e manerasecuencial a tra5-s #euna serie #e proteínastransporta#orasa#osa#as a lamem.rana celular&

• Esta es la cadena decadena de

trans$orte detrans$orte deelectrones6electrones6

,os electrones sonelimina#os #e los

transporta#ores #eenergía por me#io #ela re#ucci8n #e alg"naceptor terminal #e

electrones como:• el o7ígeno ?en la

respiraci8n aer8.ica@

• nitr8geno9 sul4ato o#i87i#o #e car.ono ?enla respiraci8nanaer8.ica@&

Sustancia re#uci#aSustancia o7i#a#a


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NA*)'

NA*(

Sustancia re#uci#a

AT(

AT(

AT(

0A*)' 0A*

0MN

0MN)'

Co1 Co1)'

)(

0la5oproteína

A!( ? (

A!( ? (

A!( ? (

Coen/ima 1

Citocromo .=

Citocromo c=

Citocromo c=

Citocromo a=;aB0e('

0e(B

0e('

0e(B

0e(B

0e('

0e('

0e(B

O')'O

i'ura KD6 Cadena de trans$orte electr#nico

• La cadena se aco$la al ciclo deHrebs $ara convertir la ener'íaliberada en él. en AT(00+os+orilaci#n o>idativa6

• Ca$ta electrones a $artir de

com$uestos reducidos : lostrans+ire al ace$tor +inal. elo>í'eno. con la consi'uiente +ormaci#n de a'ua6

CA!ENA !E TRANS(ORTEELECTR4NICO "

Secuencia de reacciones de

o>idaci#n0reducci#n $ara la'eneraci#n de AT(6


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• Rendimientototal en AT($or moléculade 'lucosa

El di i l AT( i i#


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El rendimiento total en AT( $or res$iraci#naer#bica a $artir de una molécula de

'lucosa

• ,a o7i#aci8n completa #e la glucosa9 5íagluc8lisis9 ciclo ATC % ca#ena respiratoria9 seresume en la reacci8n siguiente:

C)'O ( O'

CO' ( )'O ( BD ATP ? D >cal@


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RESPIRACIONES

ANAEROFIAS• El o7ígeno gaseoso

no inter5iene&• El aceptor #eelectrones es uncompuesto #istinto

al o7ígeno&

• Cuan#o el aceptor es

un compuesto comoorg6nico se #enomina4ermentaci8n

• Cuan#o es inorg6nico

respiraci8n anaero.ia


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• ,a respiraci8n sin o7ígeno9 est6restringi#a en gran parte a lossapr84ogos ?.acterias9 le5a#uras9

moos9 proto/oos@&


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0ermentaci8n


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)L2COSA

G

lucólisis

'CB)GOB %7cido $ir1vico& ( G)

'C')HO) ( 'CO' (' ATP

Alco9ol etílico !i#>ido de carbono Ener'ía

• En ausencia de o>í'eno. $ara actuar como ace$tor+inal. el 7cido $ir1vico sirve a sí mismo como ace$tor &


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? = NA!< ? =


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,UCOSA

+ci#o pir"5ico +ci#o ac-tico( +ci#o 48rmico

+ci#o succínico

+ci#o ac-tico Acetona

Acetil CoA +ci#o 48rmico

Alcool etílico CO' +ci#o ac-tico )'

!i+erentes rutas de +ermentaci#n


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Respiraci8n anaero.ia

• En algunas .acterias al 4inal #e la ca#ena #e transporte


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• En algunas .acterias9 al 4inal #e la ca#ena #e transporteelectr8nico9 pue#e e7istir un aceptor #i4erente #el o7ígeno?respiraci8n anaero.ia@& ,os aceptores % sus respecti5os

pro#uctos re#uci#os ?A

A)'@ son:

• NO/00 N=• SOK=0 S


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• El uso #e nitratos.nitratos.sul+atos : COsul+atos : CO== como

aceptores 4inales #eelectrones % no comomaterial a incorporar almeta.olismo pl6stico

se #enominametabolismodesasimilativo6

• El pro#ucto re#uci#ose e7creta alam.iente #e la.acteria&


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Ti$os de quimiolitotro+os

• ,a capaci#a# #e o.tener energía por4os4orilaci8n o7i#ati5a a partir #e #ona#ores

inorgánicos #e electrones s8lo se presentaen ciertos grupos #e procariotas&


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Ca#a grupo 4isiol8gico #e $uimiolitotro4osusa un tipo #e #ona#or inorg6nico:

• .acterias #e i#r8geno ?)'@• .acterias #el ierro ?0e'(@

• .acterias #el a/u4re ?S'=9 S@&• .acterias nitri4icantes9 con #os su.tipos

#i4erentes:• las o>idadoras de amoniaco %llamadas

nitrosas&

• : las o>idadoras del nitrito %llamadas nítricas&6


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• El uso #esasimilati5o #e nitrato se llama

desnitri+icaci#n.desnitri+icaci#n. % ocurre por me#io #e

una serie #e 4ases #on#e el N 5acam.ian#o su esta#o #e o7i#aci8n:

NO/00 NO=0 %nitrito& NO %#>ido nítrico&

N=O %#>6 nitroso& N= %dinitr#'eno&


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• S8lo las bacteriassul+atorredutoras

usan el sul4ato comoaceptor #eelectrones

• Por una ruta

especial en la $ue elsul4ato primero tiene$ue acti5arse con

ATP4orman#o laa#enosina=4os4o=sul4ato ? APS@&

• ,a ma%oría sonquimior'anotro+as.quimior'anotro+as. pero algunas

quimiolitotro+asquimiolitotro+aspue#en usar )' #ona#or #eelectrones&


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• ,as arqueobacterias metano'énicasarqueobacterias metano'énicas son los"nicos seres 5i5os capaces #e o.tener energíaacoplan#o la o7i#aci8n #el i#r8geno molecular i#r8geno molecularcon el uso #e COCO'' como aceptor #e electrones

Act"an en estas con#iciones como

quimiolitotro+os"quimiolitotro+os"

G)G)== ( CO( CO== K C)K C)KK ( ')( ')==OO


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1UIMIOS!NTESIS


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LAS BACTERIAS 2IMIOSINTTICAS"

• No necesitan nutrientes org6nicos por$ueutili/an .i87i#o #e car.ono para pro#ucirsus nutrientes

• O.tienen la energía #e la o7i#aci8n #ecompuestos inorg6nicos como i#r8genomolecular9 amoníaco9 nitrito9 tiosul4ato9 etc&

,os electrones resultantes entran en laca#ena respiratoria con pro#ucci8n #e ATP&


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Catabolismo de los lí$idos

Glicerina

!cido graso

!cido graso

!cido graso

,ípi#o

Glicerina

3 !cidos grasos


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)licerinaGlicerinauinasa A!( NA!

Glicerina!os!ato

deshidrogenasa

NA!<=

? 0000000

?

? 00000000000000

?

AT( "g +# )licerina0/ +os+ato

)licerina0/ +os+ato

os+ato dedi9idroacetona

$odos los compuestos de esta reacción entran a la vía glucolítica%$odos los compuestos de esta reacción entran

a la vía glucolítica%


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O7i#aci8n #e los 6ci#os grasos


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CATABOLISMO !E (ROTE*NAS

,as proteínas son #emasia#o gran#es paraatra5esar las mem.ranas

,os microorganismos e7cretan proteasas $uei#roli/an las proteínas e78genas a p-pti#os&

"roteasas "eptidasas

Proteínas00000 P-pti#os0000000 Amino6ci#os

• Los esqueletos carbonados de los amino7cidosentran en el ciclo ATC $ara su+rir una ma:oro>idaci#n vía acetil CoA. 7cido ceto'lut7rico. 7cidosuccínico. 7cido +um7rico o 7cido o>aloacético

A51carescom$le;os

Almid#n


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R2TAS !EOTROS

COM(2ESTOSEN LA

RES(IRACI4NAER4BICA

Otrosamino7cidos de

m7s de/C

Acetil CoA=C

,cido $ir1vico/C

Amino7cidos/C

Amino7cidos=C

Alco9ol=C

,cidos

)rasos

,cido L7ctico/C

)licerol/C

com$le;os

)liceralde9ído /(/C

)lucosaC

Ciclode los 7cidostricarbo>ílicos


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BIOS*NTESIS%Anabolismo&

Interme#iarios Acetato0os4opiru5atoRi.osa


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Interme#iarios #e .ao peso

molecular

Uni#a#esestructurales

Macromol-culas?Alto peso

molecular@

Asociacionessupra =

moleculares

Organelas

Acetato9Malonato

+ci#os grasos9licerina

,ípi#os

0os4opiru5ato9Malato

A/"caressencillos

Poli =sac6ri#os

Ceto6ci#os

Amino6ci#os

Proteínas

Ri.osacar.amil 4os4ato

Mono =nucle8ticos

+ci#osNucl-icos

Compleosen/im6ticos9

Ri.osomas9Sistemas contr6ctiles

N"cleo9 mitocon#ria9cloroplasto9 etc&


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RELACI4N ENTRE LAS

TRANSORMACIONESCATAB4LICAS FANAB4LICAS

RELACI4N ENTRE LAS

TRANSORMACIONESCATAB4LICAS FANAB4LICAS

Lí$idos (olisac7ridos (roteínas


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Amino7cidososas(entosas

Acidos 'rasos)licerina

liceral#ei#o B=4os4ato

0os4oenolpir"5ato

+&Pir"5ico

Succinil CoA

Aci#o 0um6rico

Aci#o M6lico

Aci#o Cítrico

Aci#o = cetoglut6rico

Aci#o Isocítrico

Aci#o Succínico

A& O7aloac-tico

Acetil CoA

ASE III

ASE II

ASE I

Ciclo #e los 6ci#ostricar.o7ílicos

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