UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE PALMIRA

DOCTORADO EN CIENCIAS AGRARIASBIOLOGÍA DEL SUELO

Metabolismo Microbiano

Lo más importante de la materia viva como característica es el crecimiento, para esto la célula necesita energía que la célula microbiana la necesita en tres formas de energía: la química,, la eléctrica y la lumínica. Es esencial para la vida de los microorganismos que la energía desprendida de reacciones exergónicas sea utilizada para efectuar las reacciones endergónicas.

Para esto es importante recordar que todo sistema biológico necesita de una moneda de uso energético para realizar este tipo de reacciones dicha moneda la constituye el ATP (Adenosina de trifosfato); cabe mencionar que todas las reacciones metabólicas de los microorganismos implicadas en la generación y uso del ATP, del poder reductor para la transferencia de electrones y de los precursores macromoleculares son enzimáticas.

Las enzimas son proteínas solas o combinadas con otras macromoléculas, dotadas de capacidad catalítica. Muchas enzimas, contienen moléculas no proteícas que intervienen en la catálisis, en este caso la proteína se llama apoenzima, según como estén asociadas estas moléculas con la enzima se llama coenzimas y grupos prostéticos y cuando se unen las dos formas apoenzima y coenzima o grupo prostético integran la holoenzima.

Producción de energía de los sistemas biológicos.

Las principales rutas metabólicas mediante las cuales los microorganismos obtienen su energía son: fermentación, respiración aeróbica, respiración anaeróbica y fotosíntesis.

Fermentación: Es un proceso anaeróbico donde el compuesto orgánico fermentable se oxida parcialmente y el microorganismo apenas obtiene una pequeña cantidad de energía, la restante queda en productos intermedios de oxidación y otra parte en forma de calor.

C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + 57 kcal

Producción neta 2 moléculas de ATP por la vía o ruta de Embden-Meyerhof.

Respiración aeróbica: Cuando la célula es capaz de equilibrar el cambio en el estado de oxidación de los productos metabólicos en relación con el sustrato inicial producto de la reducción del aceptor final de electrones en este caso el Oxígeno.

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O ATP + 654 kcal ENZIMAS

Producción neta 38 moléculas de ATP por la vía o ruta de Krebs o ciclo del ácido cítrico.

De la oxidación completa del ácido pirúvico a dióxido de carbono con la producción de 4 moléculas de NADH y una de FADH. Importante en la síntesis de aminoácidos

Gerardo Cuenca Nevárez

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE PALMIRA

DOCTORADO EN CIENCIAS AGRARIASBIOLOGÍA DEL SUELO

Respiración anaeróbica. En este proceso se necesitan como aceptores externos de electrones iones nitrato, sulfato carbonato, es decir no se necesita la presencia de aire.

4 H2 + CO2 CH4 + 2 H2O + ATP DONADOR ACEPTOR HIDROGENASA

Importante en la mayoría de los ciclos biogeoquímicos, producción de menos ATP

Importante en la síntesis de etanol utilizado en la agroindustria, en la farmacéutica y en la industria.

Fotosíntesis: Proceso biológico que perpetua la vida en el planeta, lo realizan las plantas, algas y bacterias fotosintéticas, se produce energía en forma de ATP.

CO2 + 2 H2O (CH2O)n + O2 + H2O Energía radiante

Pigmentos fotosintéticos Sistema enzimático

Importante en la captación y absorción de luz por la clorofila de los organismos fotosintéticos y su conversión en energía química como ATP.

El metabolismo se divide en dos fases que son el catabolismo (degradación o escisión) y el anabolismo (construcción o síntesis), para esto debemos de determinar las alternativas nutricionales de los microorganismos y tenemos fotótrofos, quimiótrofos, litótrofos, heterótrofos y mixótrofos. Pero para realizar este proceso las bacterias necesitan para realizar el metabolismo de temperaturas óptimas que les permiten colonizar ciertos ambientes y es así que encontramos bacterias psicrófilas, mesófilas, termófilas e hipertermófilas.

Así mismo, el pH juega un factor importante y es así que tenemos microorganismos neutrófilos, acidófilos y alcalófilos; los mismos que se desarrollan en diferentes ambientes donde su metabolismo es más aprovechable y tenemos halófilos, osmófilos, xerófilos, hidrófilos y que a su vez se dividen en: aerobios, anaerobios, aerotolerantes, anaerobios estrictos.

Es por esto que la diversidad microbiana es un reflejo de la extensa gama de macromoléculas que se encuentran en la naturaleza y que estos microrganismos son capaces de construir gracias a su disposición de hacer uso de diferentes sustratos y adaptarse a condiciones ambientales extremas.

Por tanto, los compuestos que se originan en el metabolismo primario y secundario de los microorganismos, además de la importancia que revisten para ellos en sí, constituyen la base de la microbiología industrial y biotecnología con todo su desarrollo presente y futuro.

Gerardo Cuenca Nevárez