Metabolismo

El término metabolismo se refiere al conjunto de reacciones químicas que tiene lugar en la célula, y tiene 3 funciones específicas a saber:
- obtener energía química del entorno, almacenarla, para utilizar luego en diferentes funciones celulares
-convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la célula bacteriana
- formar y degradar moléculasnecesarias para funciones celulares específicas, como por ejemplo, movilidad y captación de nutrientes.
En los seres vivos, la utilización de la energía potencial contenida en los nutrientes se produce por reacciones de oxido-reducción.
En las bacterias de interés médico los sistemas de oxido-reducción que transforman la energía química de los nutrientes en una forma biológicamente útil, incluyenla fermentación y la respiración.
FERMENTACION:
Hay distintos tipos de fermentaciones, pero todas llevan a una oxidación parcial de los átomos de carbono del substrato inicial y liberan por lo tanto sólo una pequeña parte de la energía potencial contenida. El rendimiento energético de este proceso es menor que el de la respiración. En las bacterias se encuentran las 3 vías centrales delmetabolismo intermediario de los hidratos de carbono:
- la vía glucolítica o de Embden Meyerhof Parnas
- la vía de pentosa fosfato o shunt de las pentosas
- la vía de Entner-Doudoroff.
divide en 3 etapas principales. La etapa 1 es preparativa, con reacciones que no son de oxido-reducción, sin liberación de energía, y con formación de 2 intermediarios de 3 átomos de carbono cada uno. En la etapa 2ocurren reacciones de oxido-reducción, con liberación de energía, formación de ATP por el proceso de fosforilación a nivel del sustrato (el ATP es generado durante un paso enzimático específico), y se forman 2 moléculas de piruvato. En la etapa 3 nuevamente ocurren reacciones de oxido-reducción y se generan los productos finales de la fermentación, que varían según la bacteria en cuestión. Sólo unapequeña parte del total de la energía libre que potencialmente puede derivar de la degradación de una molécula de glucosa queda disponible por esta vía, debido a que los productos finales son compuestos en los que el carbono se encuentra todavía en estado reducido. Por cada molécula de glucosa que entra a esta vía, se forman 4 moléculas de ATP, y como se consumen 2 en la etapa 1, el balance netoes de 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa fermentada. El destino final del metabolito clave, el piruvato, depende de los procesos empleados para la regeneración de NAD a partir del NADH y así mantener el equilibrio de oxido-reducción.
Vía de la pentosa fosfato. Mientras que la vía glucolítica es la más importante en células eucariotas y procariotas, no es la única.
El shunt de laspentosas es una ruta multifuncional para la degradación de hexosas, pentosas,
y otros hidratos de carbono. Para los fermentadores heterolácticos es la principal fuente productora de energía, aunque la mayoría de las bacterias utilizan esta vía como fuente de NADPH y de pentosas para la síntesis de nucleótidos.
La vía de Entner-Doudoroff es la ruta principal para la degradación de la glucosa enbacterias aerobias estrictas como Neisseria y Pseudomonas. Como sucede en la vía de las pentosas, aquí sólo se produce una molécula de ATP por molécula de glucosa degradada.
Entonces, de acuerdo a los productos
finales de la fermentación, tenemos:
- Fermentación alcohólica: el tipo de fermentación más
3
antigua que se conoce es la producción de etanol a partir
de la glucosa. Aunque ciertas bacteriasproducen alcohol,
éste es elaborado por otras vías.
- Fermentación homoláctica: Todos los miembros del
género Streptococcus, Pediococcus y muchas especies
de Lactobacillus fermentan la glucosa fundamentalmente
a ácido láctico con poca acumulación de otros productos
finales. El piruvato en este caso se reduce a ácido láctico
por acción de la enzima láctico deshidrogenasa, actuando
el...