Las actividades químicas son un factor muy importante en la vida de todo tipo de células, ya que a través de estas reacciones las células son capaces de vivir, desarrollarse y reproducirse.

-Wdelkys Elías Torres

100026751

Una de estas actividades químicas que son de suma importancia se denomina Metabolismo Celular. Metabolismo Celular.

Este proceso es un conjunto de reacciones químicas y biofísicas que se llevan a cabo en los tejidos y cuyos motores por así decirlo se denominan Enzimas.

Las EnzimasEnzimas son biocatalizadores de naturaleza proteica, es decir que como catalizadores al fin

aceleran las reacciones químicas para una respuesta

más rápida y eficiente del organismo.

Existen dos grupos generales de enzimas

Proteínas simples que

solo contienen residuos de aminoácidos

Proteínas complejas que aparte de tener

residuos de aminoácidos tienen

un cofactor

Las enzimas como estructuras proteicas, poseen propiedades las cuales son:

Se desnaturalizan con el calor

Se precipitan con el etanol o con concentraciones elevadas de sales inorgánicas

No se difunden a través de la membrana

Como las bacterias pueden crecer en diferentes ambientes con cambios de PH, las enzimas bacterianas son diferentes a las demás, estas se dividen en dos grupos.

Enzimas constitutivas: Siempre son producidas por las células, independientemente del medio ambiente en el que se desarrolle.

Enzimas Adoptivas: Solo se producen cuando las células las necesitan, es decir, dependen del medio ambiente en que crecen.

Existen varios factores que pueden afectar a la actividad enzimática, y esto puede ser tanto favorable como no:

Concentración de Sustrato

Concentración de Enzimas

PH

Temperatura

Las reacciones fundamentales de las bacterias son:-ReducciónReducción: : se incorporan hidrógenos o electrones.- OxidaciónOxidación: : Separación de hidrógenos o electrones.-Deshidratación-Deshidratación: Perdida de una molécula de agua del sustrato.- HidrólisisHidrólisis: : introducción de agua en un enlace especifico del sustrato-Desanimación: Desanimación: Separación de un grupo amino.-DexcarboxilaciónDexcarboxilación: : separación de un grupo CO2 de un grupo carboxilo.-Fosforilación: Fosforilación: adición de un grupo fosfato a una molécula orgánica.

Cuando el nombre de una enzima termina en asa se debe usar para una sola enzima.

Si es un grupo de enzimas se debe usar la palabra sistema.

Para la clasificación no se toma en cuenta los sistemas, si no que una enzima individual.

Naturaleza y mecanismo de la acción enzimática

Las enzimas tienen un centro activo, donde entrara el sustrato seleccionado por la enzima para luego catalizar la reacción y dar un producto final. La enzima se libera y busca otro y sigue un círculo vicioso.

Existen dos tipos de inhibición Inhibición reversibleInhibición reversible Inhibición competitiva Inhibición no competitiva Inhibición irreversible: Inhibición irreversible: Generalmente son dadas por sustancias toxicas que se combinan con un grupo funcional del sitio activo de la enzima y llegan a envenenar la enzima , inactivándola o destruyéndola permanentemente.

Es un conjunto de reacciones químicas y físico químicas que se llevan en los tejidos y para producir material de provecho para las células y el organismo.

La catabólisis: catabólisis: tiene tipo de reacciones de oxidación y se encarga de degradar los sustratos para convertirlo en energía exergónica.

La anabólisis: anabólisis: tiene tipo de Reacción de reducción y se encarga de biosintetizar productos de provecho.

Todos los seres vivos para poderse desarrollar necesitan que el medio que les rodea tenga unas determinadas condiciones fisicoquímicas y unos nutrientes entre otros elementos.

Y en función de estos elementos se pueden clasificar de la sgte. manera:

Bacterias acidófilas

Bacterias basófilas

Bacterias neutrófilas

La necesidad de la luz es una propiedad de las bacterias fotótrofas.

Para cada especie hay una temperatura definida que puede variar entre los limites máximos y mínimos, pero hay puntos intermedios en los cuales se encuentra la temperatura optima.

Se ha comprobado que entre 0 y 90ºC existe actividad bacteriana; entre 0 y 250ºC y entre 90 y 160ºC hay supervivencia en estado latente.

1. Temperatura mínima

2. Temperatura máxima

3. Temperatura óptima

- Bacterias psicrofilas

T. máxima: 19 a 22ºC

T. óptima: 15 a 18ºC

T. mínima: -5 a 5ºC

Los gases que tienen mas importancia para el cultivo de las bacterias son el oxigeno y el dióxido de carbono.

Con respecto al oxigeno libre, pueden considerarse tres grandes tipos bacterianos:

1. Bacterias aerobias

2. Bacterias anaerobias

Este tipo de bacterias se clasifica en :

a) Bacterias anaerobias estrictas

b) Bacterias anaerobias moderadas

c) Bacterias anaerobias aerotolerantes

d) Bacterias anaerobias facultativas

3. Bacterias microaeròfilas

Todas las bacterias requieren la presencia de pequeñas cantidades de dióxido de carbono para su crecimiento; pero algunas lo necesitan en mayor cantidad, de 5 a 10%.

“Este tipo de bacteria se conocen como capnofilas”

Es un requisito indispensable para el desarrollo bacteriano. Porque en su composicion las bacterias poseen un 80% de agua y ademas para sobrevivir requieren ambientes humedos, pues el ambiente excesivamente seco es lesivo para la mayoria de los microorganismos.

AUTOTRÓFICAS:

si su fuente de carbono es DIÓXIDO DE CARBONO.

HETEROTRÓFICASHETEROTRÓFICAS:

si su fuente de carbono la obtienen de UNO O MAS

COMPUESTOS ORGÁNICOS.

AUTOTROFAS FOTOTROPICAS: La energía proviene de la luz y el carbono del dióxido de carbono.

AUTOTROFAS QUIMIOLITOTROFICAS: la energía la toman de compuestos inorgánicos y el carbono del dióxido de carbono.

HETEROTROFAS QUIMIOLITOTROFICAS: su régimen nutricional lo componen compuestos orgánicos; la fuente de energía la provee la luz y la fuente de carbono de compuestos orgánicos y en muy poca cantidad del dióxido de carbono.

HETEROTROFAS QUIMIOORGANOTROFICAS: su régimen nutricional es orgánico ; la energía la toman de reacciones de oxido-reducción producidas por la oxidación de compuestos orgánicos y la fuente de carbono de un compuesto orgánico.

Nutrientes básicos.

Metabolitos esenciales.

Factores de crecimiento.

Factores estimulantes.

Macronutrientes: carbohidratos, lípidos, proteínas; como el oxigeno, carbono, hidrogeno, azufre y el fosforo.

Micronutrientes: son pequeñas concentraciones de algunos elementos necesarios para el desarrollo bacteriano como el cobre, el cobalto, zinc, manganeso, etc… Estos en grandes cantidades son tóxicos para las bacterias.

Son productos que se forman como resultado

de los procesos catabólicos bacterianos y son importantes para

la síntesis de estructuras complejas

de las bacterias.

Son compuestos orgánicos que sin ser fuentes de energía o carbono son

necesarios para el crecimiento bacteriano pero, no todas las bacterias pueden

sintetizarlos.

Las bacterias protótrofas pueden sintetizar factores de crecimiento.

Las bacterias auxótrofas son capaces de hacerlo respecto a n determinado compuesto.

Son sustancias no indispensables para las bacteria pero que aceleran su multiplicación.

Fuente exógena: le aporta nutrientes a las bacterias porque el hombre toma compuestos del exterior de ellos obtienen los nutrientes necesarios para su desarrollo.

Fuentes endógenas: es a través de secreciones (saliva, Fluidos vaginales y otros compuestos orgánicos).

Fuentes interbacterianas : las bacterias pueden obtener sus nutrientes a partir de otras bacterias de 2 formas:

1) Degradativa: cuando parten macromoléculas para hacerlas asimilables y así ser utilizadas por ellas mismas u otras bacterias.

2) Excretoras: cuando producen una excesiva cantidad de sustancias que al excretarlas sirven como fuente nutricional a bacterias.

Las proteínas son los principales constituyentes nitrogenados del sistema biológico de animales, plantas y procariotes.

Se componen aproximadamente de veinte aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, son moléculas muy grandes, por tanto deben ser desarticuladas para penetrar a las células y servir como elementos nutricionados.

Jan Carlos Jan Carlos De la RosaDe la Rosa

El proceso de degradación de las proteínas se llama proteólisis o hidrolisis de las proteínas y es llevado a cabo por enzimas proteolíticas exocelulares. proteolíticas, en este grupo se encuentran los géneros clostridium, bacillus, proteaus y pseudonomas.

El proceso de proteólisis ocurre en dos etapas: en la primera, las enzimas proteolíticas degradan las proteínas en moléculas más sencillas llamadas péptidos que son aminoácidos unidos por enlaces peptídicos

En la segunda etapa se realiza la conversión de los péptidos, por acción de una peptidasa, en aminoácidos otras enzimas proteolíticas que deben tenerse en cuenta por su importancia, son: la cadaverina, la putrescina y la hialunidasa.

Las grasas son compuestos resultantes de la esterificación o combinación, de la glicerina y ácidos grasos. el proceso de degradación de los lípidos se llama lipolisis.

Las grasas pertenecen a los lípidos donde también se incluyen fosfolípidos y esteroles.

Las enzimas responsables del este proceso se llaman lipasa ó enzimas lipolíticas, que degradan mediante hidrolisis los triglicéridos para convertirlos en glicerol y ácidos grasos.

Cuando las bacterias se siembran en un medio de cultivo con condiciones adecuadas, se produce un elemento muy marcado en el número de células en periodos de tiempo muy cortos

Se necesita un periodo mas largo para alcanzar el máximo desarrollo. ejemplos:

1) Escherichia coli , 2) Mycobaterium tuberculosis, lo hace en 792 a 932 ( 13,2 a 15,5 horas) cuando crece en un medio sintético;

3) Staphylococcus aureus, sembrado en un caldo lo hace entre 27 y 30 minutos;

4) Treponema pallidum inoculado en testículos de conejo, lo hace en 1980 minutos , es decir , 33 horas.

Las formas mas comunes de reproducción bacteriana son: fisión binaria transversa , fragmentación , esporas y

gemación .

1-FISION BINARIA TRANSVERSAFISION BINARIA TRANSVERSA : es un proceso de reproducción asexual; una célula se divide en dos células llamadas células hijas, después de desarrollarse una pared celular trasversa.

2-FRAGMENTACION: FRAGMENTACION: al igual que la anterior también es una forma de reproducción asexual. Se da en bacterias que producen un desarrollo filamentoso extenso, seguido de la fragmentación de esos filamentos en pequeñas células bacilares o cocoides, cada una de las cuales dará origen a un nuevo desarrollo. ejemplo: bacterias del genero NOCARDIA.

3-ESPORAS. 3-ESPORAS. especies del genero streptomyces producen muchas esporas reproductivas por cada individuo y cada una de ellas dará origen a un nuevo individuo.

4-GEMACION. 4-GEMACION. por este se reproducen bacterias del genero HYPOMICROBIUM sp. del "tallo" de la célula madre surge un crecimiento autónomo de forma bulbosa o yema, y después de un periodo de alargamiento se separa de la célula progenitora como una nueva célula.

De cualquier forma el proceso mas común de reproducción bacteriana es la fisión binaria trasversa. el incremento poblacional se produce en progresión geométrica 1-2-4-8-16...etc. el tiempo necesario para que se duplique la población se denomina tiempo de generación.

Este ciclo también es mencionado por muchos autores como la curva del crecimiento bacteriano, por que cuando se estudia el desarrollo de un cultivo bacteriano se observa que va pasando por varias etapas sucesivas, con características diferentes y muy especificas.

El termino crecimiento, tal como se aplica usualmente a las bacterias y otros microbios, se refiere comúnmente a cambios en la cosecha celular, aumento de la masa total de células, mas que a cambios en un organismo individual.

El inoculo inicial contiene miles de organismo; el crecimiento detona el incremento del numero o la masa por encima del inoculo original. como ya se había mencionado, suponiendo que el inoculo inicial fuera una sola bacteria.

La siembra de bacteria en 8un medio nuevo no va seguida de la duplicación inmediata de la población. por el contrario, la población permanece temporalmente inalterada, como se aprecia en la curva normal de desarrollo. Las bacterias en este ambiente nuevo pueden, quizás, encontrarse deficientes en enzimas y coenzimas que primero deben ser sintetizadas en las cantidades necesarias. Al final de esta fase, - Lag-, cada organismo se divide, y si bien, no todos los organismo completan de manera simultanea esta fase, hay un inremento gradual en la población hasta el final del periodo, cuando todas las células son capaces de dividirse a intervalos regulares.

- Se conoce, también, como fase Log. durante este periodo las células se multiplican regularmente a ritmo constante, si se grafica el logaritmo el numero de células dará una línea recta. en condiciones apropiadas durante esta fase el grado de desarrollo es máximo.

- La población de microorganismos es casi uniforme en composición química, actividad metabólica y otras características fisiológicas. el ritmo de reproducción regular y constante quiere decir que cada división sucesiva tarda el mismo tiempo que la división que la precedió. el tamaño de las bacterias se reduce considerablemente y alcanzan un tamaño típico de su especie, esto se explica por que la reproducción es tanta y rápida que el medio comienza declinar nutricionalmente.

- Después de varias horas de la terminación de la fase logarítmica, el desarrollo comienza a disminuir y vuelve gradualmente a presentar una línea recta. Esta tendencia al cese de desarrollo se atribuye a diferentes factores, principalmente al agotamiento de nutrientes del medio y a la producción de sustancias toxicas que se acumulan en el medio. Esto lleva a que se produzca un equilibrio entre el índice de supervivencia y mortalidad- (numero de bacterias vivas igual al numero de bacterias muertas) lo que hace que la población se mantenga constante por un tiempo por que cesa la división celular

Después del periodo estacionario las bacterias comienzan a morir mas rápidamente que la producción de células nuevas, si es que acaso se están produciendo algunas. Indudablemente, una gran variedad de condiciones contribuye a la muerte bacteriana, pero las mas importantes son el agotamiento de las sustancias nutritivas esenciales y la acumulación de productos inhibitorio, especialmente ácidos. durante la fase de muerte, el numero de células viables descienden. Las bacterias mueren en diferentes periodos de igual manera que lo hacen al desarrollarse. algunas especies de cocos gram negativa mueren rápidamente , de tal manera que habría muy pocas células viables en un cultivo prolongado de 72 horas y en ocasiones un poco menos. otra especie mueren tan lentamente que pueden persistir células viables durante meses o anos.

Es de anotar que los cultivos avanzan gradualmente de una fase de desarrollo a la siguiente. Esto significa que no todas las células están exactamente en condiciones fisiológicas idénticas hacia el final de la una fase del desarrollo dada. el periodo de tiempo que transcurre entre la terminación de una fase y el inicio de la otra es lo que se denomina periodo de transición.