TEMA 2.-Conceptos básicos de microbiología:

Tipos de organismo celular. Procesos químicos en la célula.

Metabolismo y crecimiento microbiano.

• Todos los organismos tienen unas composición común, que consiste en:

• A.D.N. (Acido desoxiribonucléico ) • A.R.N. (Acido ribonucléico )• Y Proteínas.• La molécula de A.D.N es la que constituye los genes, los que a su

vez contienen toda la información requerida. Para formar y controlar el organismo.

• “El flujo de información almacenada del A.D.N se transmite al resto de la célula por moléculas de A.R.N, las cuales dirigen la síntesis de las proteínas que , como componentes estructurales o como enzimas, dirigen y controlan muchas de las funciones del organismo.” A esto se llama El Dogma de la Biología.

• Además de estos tres tipos de moléculas, los organismos realizan ciertas reacciones químicas comunes conocidas colectivamente como Metabolismo: Que se puede definir como la transformación de nutrientes en células y/o productos necesarios.

• El Metabolismo es la suma de todos los procesos anabólicos (anabolismo) y catabólicos (catabolismo) que ocurren en las células.

• El anabolismo son los procesos de Síntesis de moléculas complejas a partir de precursores simples.

• El catabolismo son los procesos de degradación de moléculas para liberar energía.

• El anabolismo y el catabolismo forman un equilibrio dinámico pero la posición exacta del estado estacionario varía con el tiempo y depende del crecimiento y del estado fisiológico del organismo.

• La microbiología es el estudio de los organismos que son demasiado pequeños para verlos a simple vista (menos de 0,1nm.).

• TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR:• Multicelulares que muestran amplias diferenciaciones:• PLANTAS: semillas.• Musgos• Helechos.• Protistas.• ANIMALES: vertebrados• invertebrados• Multicelulares sin diferenciar o Unicelulares: • Algas.• Protozoarios.• Hongos(levaduras).

Bacterias. Virus

• La estructura celular ha permitido dividir en dos tipos de células: Las PROCARIOTAS y Las EUCARIOTAS utilizándose en los procesos de Fermentación.

• La diferencia depende de si los cromosomas (ADN) están contenidos en un núcleo bien definido.

• Los procariotas contienen un solo cromosoma. Los eucariotas tienen varios.

• Los procariotas representan las células más pequeñas del reino protista( unicelulares ), el cual consiste en bacterias y algas verdes-azules.

• Son eucariotas el resto de algas, levaduras, hongos y protozoarios.

• En las fermentaciones industriales como hemos dicho se emplean ambas:

• Bacterias que son procariotas.• Hongos, levaduras, células animales y células vegetales

son eucariotas.

• Los microorganismos se pueden clasificar por la naturaleza de las fuentes de carbono y energía que puede utilizar. Los organismos que utilizan luz como fuente de energía se denominan FOTÓTROFOS, mientras que aquellos que obtienen su energía de reacciones químicas se denominan QUIMIOTROFOS.

• La clasificación puede ser:• 1.-Organismos FOTOAUTOTROFO: dependen de la luz solar como

energía y utilizan el CO2 como fuente de carbono.• El CO2 (máximo grado de oxidación del C.) debe ser reducido al

nivel de la materia celular usando donadores de electrones ( reductores, el reductor cede e- ) que pueden ser compuestos inorgánicos, tales como el H2 molecular o compuestos de azufre reducidos.

• Recordemos: Oxidante capta e- ( recibe e-) ; el oxidante se reduce • Reductor cede e- (dona e- ); el reductor se oxida.• Oxidante1 + Reductor2 Reductor1 +Oxidante2 • Oxidante1 + 1 e- Reductor1 OXIDACION• Reductor2 Oxidante2 + 1 e- REDUCCION• La mayoría de las levaduras, hongos y organismos superiores utilizan

donadores de electrones orgánicos (Reductores) y el O2 como aceptor de electrones.

• Las bacterias pueden usar NO3- SO4-2 ó CO3-2 como aceptor de e- en lo que se denomina respiración anaerobia.

• Los reductores pueden ser H2, H2S,Fe+2, NO2- NH4+

• 2.-Organismos FOTOHETERÓTROFO: dependen de la luz solar como energía pero utilizan cualquier compuesto orgánico como fuente de carbono.

• 3.-Organismos QUIMIOAUTÓTROFO dependen de varios compuestos químicos para obtener energía, pero usan solamente el CO2 como fuente de carbono.

• 4.-Organismos QUIMIOHETERÓTROFO dependen y obtienen su energía y las fuentes de carbono son apartir de cualquier compuesto orgánico.

• A nivel celular muchos microorganismos obtienen energía (ATP) para su crecimiento mediante reacciones de oxidación-reducción de la forma:

• Xred. + Aoxd. Xoxd. + Ared.

ADP + P ATP + H2 O Adenosinadifosfato adenosinatrifosfato

• Las células bacterianas se presentan como bastones, esferas, cadenas y espirales como se aprecia en :

Las células procarióticas presentan el siguiente diagrama de composición:

• EUCARIOTAS: la célula eucariota está representada por plantas, animales, levaduras, algas y hongos.

• A pesar de la diversidad entre estas células hay muchas características comunes, sin olvidar su alto grado de complejidad interna. Las características principales para células animal y vegetal son:

• Es importante conocer los PATRONES DE CRECIMIENTO debido a la pared celular rígida que estabiliza su estructura.

• METABOLISMO MICROBIANO:

• Una vez que se proveen los nutrientes necesarios y el microorganismo, las células empiezan a crecer y/o a producir algunos metabolitos de interés. Se llama metabolismo a la transformación de los nutrientes en células y/o productos.

Las reacciones metabólicas son por lo tanto importantes y las investigaciones se pueden dirigir a su estudio, no es nuestro caso. Los aspectos energéticos de este tipo tienen tambien gran importancia.