INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. ALTAMITANO

MATERIA: MICROBIOLOGIA3 SEMESTRE INGENIERIA EN

AGRONOMIAFACILITADORA: ERIKA OROPEZA BRUNO

ALUMNO: CARLOS ENRIQUE AMARO LOPEZ

4.1- estructura y función celular

• Los organelos, son estructuras generalmente formadas por membranas cumplen funciones complejas, definidas y especificas, permiten que haya una división de trabajo dentro de la célula. Cada organelo o estructura celular está especializado para llevar a cabo una actividad en particular.

El núcleo celular es la parte central de la célula eucariota. Se rodea de una cubierta propia, llamada envoltura nuclear y contiene el AND, donde se encuentran los genes.

• Las mitocondrias: llevan a cabo las reacciones químicas para liberar la energía a partir de la glucosa y el O2 que se usa en las actividades celulares.

• Su estructura consta de dos membranas separadas, una externa y otra la interna se pliega para formar unas proyecciones llamadas crestas.

• Los ribosomas: son los organelos donde se sintetizan las proteínas.

• El aparato de Golgi: Es un conjunto de vesículas y cisternas membranosas aplanadas.Aquí se preparan los materiales para que sean liberados desde la célula hacia el citoplasma.

4.2- metabolismo central

• La metabolización es el proceso por el cual el organismo consigue que sustancias activas se transformen en no activas.

• Este proceso lo realizan en los seres humanos con enzimas localizadas en el hígado.

• El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos.

• Una característica del metabolismo es la similitud de las rutas metabólicas básicas incluso entre especies muy diferentes. Por ejemplo: la secuencia de pasos químicos en una vía metabólica como el ciclo de Krebs es universal entre células vivientes tan diversas como la bacteria unicelular Escherichia coli y organismos pluricelulares como el elefante.

Esta estructura metabólica compartida es probablemente el resultado de la alta eficiencia de estas rutas, y de su temprana aparición en la historia evolutiva.

4.1.1- glicolisis

• La glucólisis o glicolisis (del griego glycos, azúcar ylysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula.

• La glucólisis es una de las vías más estudiadas, y generalmente se encuentra dividida en dos fases: la primera, de gasto de energía y la segunda fase, de obtención de energía.

• La primera fase consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído (una molécula de baja energía) mediante el uso de 2 ATP. Esto permite duplicar los resultados de la segunda fase de obtención energética.En la segunda fase, el gliceraldehído se transforma en un compuesto de alta energía, cuya hidrólisis genera una molécula de ATP, y como se generaron 2 moléculas de gliceraldehído, se obtienen en realidad dos moléculas de ATP.

• En organismos aeróbicos, el piruvato seguirá oxidándose por la enzima piruvato deshidrogenasa y el ciclo de Krebs, creando intermediarios como NADH y FADH2. Estos intermediarios no pueden cruzar la membrana mitocondrial, y por lo tanto, utilizan sistemas de intercambio con otros compuestos llamados lanzaderas (en inglés, shuttles). Los más conocidos son la lanzadera malato-aspartato y la lanzadera glicerol-3-fosfato.

• Los intermediarios logran entregar sus equivalentes al interior de la membrana mitocondrial, y que luego pasarán por la cadena de transporte de electrones, que los usará para sintetizar ATP.

• De esta manera, se puede obtener hasta 30 moles de ATP a partir de 1 mol de glucosa como ganancia neta.

4.1.2- Ciclo de krebs• Es una ruta metabólica, es decir, una

sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas.

• El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas deacetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidaciónde ácidos grasos y la glucólisis.

• La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH yFADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

4.1.3- Cadena transportadora de electrones

• La cadena de transporte de electrones es una serie de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina(ATP), que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos.

• Sólo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de óxido-reducción (redox) y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimio autótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos.

4.1.4- Fosforilacion oxidativa• La fosforilación oxidativa es un

proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir adenosín trifosfato (ATP).

• Consta de dos etapas: en la primera, la energía libre generada mediante reacciones químicas redox en varios complejos multiproteicos -conocidos en su conjunto como cadena de transporte de electrones- se emplea para producir, por diversos procedimientos como bombeo, ciclos quinona/quinol o bucles redox, un gradiente electroquímico de protones a través de una membrana asociada en un proceso llamado quimiosmosis.

• La cadena respiratoria está formada por tres complejos de proteínas principales (complejo I, III, IV), y varios complejos "auxiliares", utilizando una variedad de donantes y aceptores de electrones. Los tres complejos se asocian en súper complejos para canalizar las moléculas transportadoras de electrones, la coenzima Q y el citocromo c, haciendo más eficiente el proceso.

4.1.5- Metabolitos primarios

• TIPOS DE METABOLISMO Y TIPOS DE METABOLITOS• El metabolismo es el conjunto de procesos y

reacciones químicas anabólicas (requieren energía) y catabólicas(liberán energía); por los cuales un microorganismo obtiene la energía y los nutrientes que necesita para vivir y reproducirse. Los microorganismos utilizan numerosos tipos de estrategias metabólicas distintas y las especies pueden a menudo distinguirse en base a estas estrategias.

• Metabolitos primarios se producen en el curso de las reacciones metabólicas anabólicas o catabólicas que tiene lugar durante las fases decrecimiento y que contribuyen a la producción de biomasa o energía por las células. Se producen principalmente en la trofofase o fase de crecimiento

• Productos intermedios del metabolismo primario.

Pertenecen a este grupo los aminoácidos, los nucleótidos, las vitaminas, los ácidos orgánicos, y pueden incluirse también biopolímeros como enzimas.

4.1.6- Metabolitos secundarios• Los metabolitos secundarios son aquellos

compuestos orgánicos sintetizados por el organismo que no tienen un rol directo en el crecimiento o reproducción del mismo.

• Para que se produzca el metabolito secundario, primero hay que asegurar unas condiciones óptimas durante la trofofase. Como mecanismo de defensa, la producción de metabolitos secundarios no se produce inmediatamente después de la conclusión de la trofofase. Primero, al comienzo de la idiofase, deben hacerse resistentes a sus propios antibióticos.

• No se conocen bien los factores que disparan la producción de metabolitos secundarios. Se sabe que el paso de trofofase a idiofase se produce cuando algún nutriente del medio es limitante. Suele tratarse de C, N o P. Al faltar algunos de estos factores, se altera la producción de metabolitos primarios y se originan inductores de enzimas que darán lugar a metabolitos secundarios.

4.2- Nutrición microbiana

• La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para crecer. Dichas sustancias se denominan nutrientes, y se requieren para dos objetivos:

• fines energéticos (reacciones de mantenimiento);

• fines biosintéticos (reacciones plásticas o anabolismo).

Clases de nutrientes

• podemos clasificar los nutrientes en las siguientes categorías:

• Universales (es decir, aquellos que son requeridos por todos los procariotas): agua, CO2, fosfatos y sales minerales;

• Particulares;• Factores de crecimiento.

• Nutrientes universales Las bacterias necesitan grandes cantidades de agua. De

hecho, salvo excepciones, se pueden considerar como organismos acuáticos. Requieren cierto grado de humedad para crecer. Desde el punto de vista de sus posibles papeles, el agua es:

E l principal constituyente del protoplasto bacteriano; el medio universal donde ocurren las reacciones biológicas; un reactante en exceso (es decir, un producto resultante de

algunas reacciones bioquímicas).

4.3.1- Macro y micro nutrientes

• En nutrición, los macronutrientes son aquellos nutrientes que suministran la mayor parte de la energía metabólica del organismo. Los principales son glúcidos, proteínas, y lípidos. Otros incluyen alcohol y ácidos orgánicos. Se diferencian de los micronutrientes las vitaminas y minerales en que estos son necesarios en pequeñas cantidades para mantener la salud pero no para producir energía.

• Se conocen como "micronutrientes" a las sustancias que el organismo de los seres vivos necesitan en pequeñas dosis. Es decir es lo que al cuerpo le falta lo que no hay demasiado. Son indispensables para los diferentes procesos metabólicos de los organismos vivos y sin ellos morirían.

4.2.2- Temperatura

• Influencia de la temperatura en el crecimiento microbiano.

• Factores que influyen en el desarrollo de microorganismos: la temperatura. Temperatura máxima, óptima y mínima. Hipertermófilos, termófilos, mesófilos y psicrófilos.

• El crecimiento de los microorganismos se encuentra influenciado por varios factores. Entre ellos los más importantes son la aireación y la temperatura. En cuanto a este último, la Temperatura, los microorganismos tienen un margen de temperaturas en el cual pueden crecer

4.2.3- Humedad

• Se denomina humedad al agua que impregna un cuerpo o al vapor presente en la atmósfera. El agua está presente en todos los cuerpos vivos, ya sean animales o vegetales, y esa presencia es de gran importancia para la vida.

• Un nivel mínimo de humedad, tanto en el medio como en la atmósfera, es imprescindible para un buen desarrollo de las células vegetativas microbianas en los cultivos. Hay que prever el mantenimiento de estas condiciones mínimas en las estufas de cultivo a 35-37ºC proporcionando una fuente adecuada de agua que mantenga la humedad necesaria para el crecimiento de los cultivos y evitar así que se deseque el medio.

4.2.4- Requerimiento de oxigeno

• Requerimientos de OxígenoEn los organismos superiores, el oxígeno es un componente universal de las células y gran parte de este elemento lo proporciona el agua. No obstante, los organismos superiores y muchos microorganismos necesitan además oxígeno molecular, ya que dependen de la respiración aerobia como mecanismo generador de energía, donde el oxígeno actúa como oxidante terminal. A estos organismos que requieren oxígeno molecular se les denomina aerobios obligados. Dentro de esta categoría, hay algunos grupos que crecen mejor a presiones parciales de oxígeno más bajas (0,2 atmósferas) que las del aire y se les denomina microaerófilos.

• Otros microorganismos pueden crecer tanto en ausencia como en presencia de oxígeno molecular, alternando la respiración con la fermentación, a estos se les denomina anaerobios facultativos. Un caso particular son las bacterias del ácido láctico, que no son sensibles al oxígeno molecular y en presencia de éste, continúan la fermentación.

4.2.5- ph

• la concentración de iones hidrógeno es muy importante para el crecimiento de los microorganismos. La mayoría de ellos se desarrollan mejor en medios con un pH neutro, aunque los hay que requieren medios más o menos ácidos. No se debe olvidar que la presencia de ácidos o bases en cantidades que no impiden el crecimiento bacteriano pueden sin embargo inhibirlo o incluso alterar sus procesos metabólicos normales.

• Respecto del margen normal de pH a los que crecen las bacterias, éstas se pueden clasificar en:

• Neutrófilas: si crecen de modo óptimo en torno a la neutralidad (entre pH 5.5 y 8)

• Acidófilas: si crecen normalmente entre pH 0 y pH 5..

• Alcalófilas: si crecen entre pH 8.5 y pH 11.5.

4.2.6- Presión osmótica

• La presión osmótica puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable.

• La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza). Se trata de una de las características principales a tener en cuenta en las relaciones de los líquidos que constituyen el medio interno de los seres vivos, ya que la membrana plasmática regula la entrada y salida de soluto al medio extracelular que la rodea, ejerciendo de barrera de control.

4.2.7- LUZ

• Se llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible.

• a mayoría de los microorganismos crecen mucho mejor en la oscuridad que en presencia de luz solar. Hay excepciones evidentes como sería el caso de los microorganismos fotosintéticos.