Metabolismo Bacteriano

Catabolismo

Proceso de degradación de compuestos orgánicos complejos en moléculas más simples, liberando energía utilizada para la biosíntesis.

Fases del Catabolismo

1. Quimiotaxis (opcional): Reacción de algunas células a la concentración de agentes químicos en el medio ambiente.
2. Digestión: Descomposición de macromoléculas en compuestos más simples mediante enzimas.
3. Preparación: Reacciones catalizadas por endoenzimas que preparan las sustancias para la oxidación biológica.
4. Oxidación biológica: Separación de electrones de la molécula, transformándola de oxidada a reducida. Dos reacciones principales para la síntesis de ATP:
   • Síntesis de ATP: Producción de ATP por fosforilación.
     • Fosforilación a nivel de sustrato (fermentación): No requiere oxígeno. Ej: FED + ADP → Piruvato + ATP
     • Fosforilación oxidativa (respiración): Requiere oxígeno. Ej: ADP + Pi + energía → ATP
   • Respiración (fosforilación oxidativa):
     • Respiración aerobia: Obtiene energía de la glucosa a través de la glucólisis. El carbono se oxida y el oxígeno actúa como oxidante. Etapas: Glucólisis, Descarboxilación oxidativa, Ciclo de Krebs, Cadena Respiratoria y fosforilación oxidativa.
     • Respiración anaerobia: Obtiene energía a partir de otras sustancias, como el nitrógeno. Los electrones se transfieren al fumarato.
5. Fermentación (fosforilación a nivel de sustrato): Reoxidación de moléculas de NADH + H+ (glucólisis) mediante la reducción del piruvato o sus derivados. Tipos:
   • Fermentación alcohólica: Glucosa → Etanol + Dióxido de carbono
   • Fermentación láctica: Glucosa → 2 Lactatos → Ácido láctico
   • Fermentación acética: Actividad de Acetobacter aceti

Anabolismo

Reacciones que utilizan productos intermedios y enzimas del catabolismo para sintetizar componentes celulares. Ejemplo: Cuando hay glucosa disponible, se aprovecha la sacarosa para la fermentación y producción de ácido.

Reacciones Importantes del Anabolismo

• Síntesis proteica: Activación, iniciación, elongación, translocación, terminación.
• Síntesis de polisacáridos intracelulares: Importantes como reserva nutricional, pueden movilizarse en ausencia de nitrógeno exógeno.

Resultados del Anabolismo

• Exoenzimas
• Vitaminas
• Producción de sustancias antibacterianas
• Pigmentos

Genética Bacteriana

• Genotipo: Conjunto de caracteres hereditarios codificados en el ADN de la bacteria.
• Fenotipo: Características observables de la bacteria, resultado de la interacción entre el genotipo y el ambiente.

Variaciones Fenotípicas

• Alta frecuencia
• Reversibles
• No hereditarias

Variaciones Genotípicas

1. Mutaciones: Cambios permanentes en la secuencia de bases del ADN, sin incorporación de ADN externo. Pueden ser espontáneas o inducidas. Tipos: transiciones y transversiones.
2. Transferencia de Genes:
   • Transformación: Incorporación de ADN exógeno desnudo (cromosómico o plasmídico) del medio al ADN cromosómico de la bacteria receptora.
   • Conjugación: Transferencia de material genético entre dos bacterias por contacto directo a través de pili sexuales. La capacidad de formar pili suele estar codificada en un plásmido (plásmido F). La resistencia a antibióticos puede transferirse por conjugación. (F+ = bacteria donadora, F- = bacteria receptora). Existen diferentes sistemas de conjugación: F+, HFR.
   • Transducción: Transferencia de ADN mediada por bacteriófagos (virus que infectan bacterias). El ADN del fago puede integrar genes bacterianos y transferirlos a otras bacterias durante la infección.