Don Anton

Estos temas se centrarán en cómo extraen los microbios la energía, cómo usan los nutrientes obtenidos de su entorno, cómo se construyen a sí mismos… Para empezar a contestar a estas preguntas debemos fijar nuestra atención en la química celular, es decir, el metabolismo. Para comprender el metabolismo, deben considerarse la naturaleza de la energía y las leyes de la termodinámica, por lo que acontinuación se trataran estos aspectos. Se verá que los microorganismos despliegan una asombrosa diversidad metabólica, especialmente en cuanto a las fuentes de energía y los procesos conservadores de energía empleados. Sin embargo, a pesar de esta diversidad, existen varios principios y procesos básicos que son comunes al metabolismo de todos los microbios.
El “metabolismo” es el conjunto detodas las reacciones químicas que ocurren en la célula. Éste puede ser dividido en dos partes principales: reacciones conservadoras de energía o generadoras de energía y anabolismo. En las conservadoras de energía, o generadoras de energía, la energía proporcionada a la célula por su fuente de energía es liberada y conservada en forma de ATP. Este conjunto de reacciones recibe el nombre deCATABOLISMO, pues suponen la rotura de moléculas orgánicas complejas, relativamente grandes, para dar lugar a moléculas pequeñas más sencillas. El anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas, y consta de varias fases:
1. Conversión de la fuente de carbono en metabolitos precursores.
2. Síntesis de monómeros y otros bloques de construcción a partir delos metabolitos precursores.
3. Síntesis de macromoléculas.
4. Ensamblaje de macromoléculas para formar las estructuras celulares.

El anabolismo necesita energía que es transferida por el ATP. También necesita una fuente de electrones, los cuales son almacenados en forma de poder reductor. El poder reductor es necesario porque el anabolismo es un proceso reductivo: se suministranelectrones a las moléculas pequeñas a medida que son empleadas en la construcción de macromoléculas.
DIBUJO 1
Existen 5 tipos nutricionales principales de microorganismos según sus fuentes de energía, carbono y electrones.
* Los animales y muchos microbios son quimioorganoheterótrofos. Estos organismos usan moléculas orgánicas como fuentes de energía, carbono y electrones. La misma molécula lesproporciona todo. Pueden usar uno o más de los siguientes procesos catabólicos: fermentación, respiración aerobia o respiración anaerobia.
* Los quimiolitoautótrofos usan CO2 como fuente de carbono, y moléculas inorgánicas reducidas como fuente de energía y electrones. Sus procesos conservados de energía son a veces denominados respiración, porque son similares a los procesos respiratoriosrealizados por los quimioorganoheterótrofos.
* Los microbios fotolitótrofos usan la luz como fuente de energía, y moléculas inorgánicas como fuente de electrones. Si se emplea agua como fuente de electrones, como hacen las plantas, se libera oxígeno a la atmósfera mediante un proceso llamado fotosíntesis oxigénica. Ciertas bacterias fotosintéticas no usan el agua como fuente de electrones: noliberan oxígeno a la atmósfera y son llamadas fotótrofos anoxigénicos. Los fotolitótrofos son generalmente autótrofos que usan CO2 como fuente de carbono. Sin embargo, algunos microbios fotótrofos son heterótrofos.

Las interacciones entre los tipos nutricionales de microorganismos son esenciales para el funcionamiento de la biosfera. FIGURA 4

LAS REACCIONES DE OXIDORREDUCCION Y EL TRANSPORTE DEELECTRONES

La variación de energía libre está relacionada con el equilibrio de cualquier reacción química, incluyendo las reacciones de oxidorreducción. Este tipo de reacciones están implicadas en la liberación de energía a partir de las fuentes de energía. Estas reacciones son aquellas en las que se transfieren electrones desde un donador de electrones hasta un aceptor de electrones....