Ciclos metabólicos
Páginas: 14 (3324 palabras)
Publicado: 23 de junio de 2013
FISIOLOGIA MICROBIANA Y CICLOS METABOLICOS
INTRODUCCIÓN:
La suma total de las distintas reacciones químicas que ocurren dentro de una célula se
denomina metabolismo. Los productos de estas reacciones se conocen como
metabolitos. Las diferencias en el metabolismo microbiano se pueden atribuir
parcialmente a diferencias genéticas y/o a diferencias en las respuestas a los cambios
del entorno.De manera que una misma especie puede producir diferente metabolito al
crecer bajo distintas condiciones nutricionales y ambientales. El control de las vías
metabólicas mediante la regulación de los nutrientes y las condiciones ambientales ha
llegado a ser de importante consideración en la ingeniería de bioprocesos. Por
ejemplo, Saccharomyces cerevisiae (levadura de panadería) produce etanolcuando
crece en condiciones anaeróbicas. Sin embargo, la mayor producción de células de
levadura se obtiene cuando el crecimiento es en condiciones aeróbicas.
En el metabolismo de cualquier organismo hay dos conceptos claves:
Catabolismo: es el proceso intracelular de degradación de un compuesto a productos
más pequeños y simples como por ejemplo: glucosa → CO2 y H2O con generación de
energíapara las células.
Anabolismo: involucra la síntesis de compuestos más complejos como por ejemplo
glucosa a glucógeno con requerimiento energético.
MEP-Biotecnología-2009
-1-
Las reacciones metabólicas son algo complejas y varían de un organismo a otro. Sin
embargo se pueden clasificar en tres categorías principales:
Categoría I: Degradación de nutrientes; Categoría II: biosíntesisde pequeñas
moléculas y Categoría III: biosíntesis de macromoléculas.
Todas estas reacciones acontecen en la célula en forma simultánea.
MEP-Biotecnología-2009
-2-
BIOENERGÍA:
Las células vivas requieren energía para la biosíntesis, el transporte de nutrientes,
movilidad, y mantenimiento. Esta energía se obtiene del catabolismo de los
compuestos de carbono, principalmentecarbohidratos. Los carbohidratos son
sintetizados a partir del CO2 y H2O en presencia de luz y a través de la fotosíntesis
(fototrofos).
La energía en los sistemas biológicos se almacena y transfiere principalmente vía
adenosin trifosfato (ATP), el cual contiene enlaces fosfato de alta energía.
La forma activa del ATP se encuentra acomplejada con Mg2+.
La energía libre estándar liberada en lahidrólisis de ATP es de 7,3 kcal/mol.
MEP-Biotecnología-2009
-3-
La energía se almacena como ATP mediante la reacción inversa de formación de ATP
a partir de ADP y Pi. De manera similar, la disociación de ADP para liberar energía:
Compuestos análogos al ATP, tales como el guanosin trifosfato (GTP), uridin trifosfato
(UTP), y citidin trifosfato (CTP), también almacenan y transportanenlaces fosfato de
alta energía, pero en menor medida que el ATP.
Los compuestos de alta energía producidos durante el metabolismo, tales como el
fosfoenol piruvato y 1,3-difosfoglicerato, transfieren sus grupos ~P a los ATP. La
energía almacenada en ATP es más tarde transferida a compuestos de fosfato de
menor energía tales como la glucosa-6-fosfato y el glicerol-3-fosfato:
Figura:Transferencia de energía biológica desde compuestos de alta energía a los de
baja energía vía ATP. Fosfoenolpiruvato y 1,3 difosfoglicerato son compuestos de
fosfato de alta energía y actúan como dadores de fosfato. Compuestos de baja
energía tales como la glucosa 6-fosfato y glicerol 3-fosfato son aceptores de fosfato.
Los átomos de hidrógenos liberados en las reacciones biológicas de oxido-reducciónson transportados por derivados de nucleótidos, especialmente por nicotinamida
adenina dinucleótido (NAD+) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP+).
Estas reacciones de oxido-reducción son reversibles. El NADH puede donar
electrones a ciertos compuestos y aceptarlos de otros, dependiendo del potencial de
MEP-Biotecnología-2009
-4-
óxido reducción de los compuestos. El NADH...
INTRODUCCIÓN:
La suma total de las distintas reacciones químicas que ocurren dentro de una célula se
denomina metabolismo. Los productos de estas reacciones se conocen como
metabolitos. Las diferencias en el metabolismo microbiano se pueden atribuir
parcialmente a diferencias genéticas y/o a diferencias en las respuestas a los cambios
del entorno.De manera que una misma especie puede producir diferente metabolito al
crecer bajo distintas condiciones nutricionales y ambientales. El control de las vías
metabólicas mediante la regulación de los nutrientes y las condiciones ambientales ha
llegado a ser de importante consideración en la ingeniería de bioprocesos. Por
ejemplo, Saccharomyces cerevisiae (levadura de panadería) produce etanolcuando
crece en condiciones anaeróbicas. Sin embargo, la mayor producción de células de
levadura se obtiene cuando el crecimiento es en condiciones aeróbicas.
En el metabolismo de cualquier organismo hay dos conceptos claves:
Catabolismo: es el proceso intracelular de degradación de un compuesto a productos
más pequeños y simples como por ejemplo: glucosa → CO2 y H2O con generación de
energíapara las células.
Anabolismo: involucra la síntesis de compuestos más complejos como por ejemplo
glucosa a glucógeno con requerimiento energético.
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Las reacciones metabólicas son algo complejas y varían de un organismo a otro. Sin
embargo se pueden clasificar en tres categorías principales:
Categoría I: Degradación de nutrientes; Categoría II: biosíntesisde pequeñas
moléculas y Categoría III: biosíntesis de macromoléculas.
Todas estas reacciones acontecen en la célula en forma simultánea.
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BIOENERGÍA:
Las células vivas requieren energía para la biosíntesis, el transporte de nutrientes,
movilidad, y mantenimiento. Esta energía se obtiene del catabolismo de los
compuestos de carbono, principalmentecarbohidratos. Los carbohidratos son
sintetizados a partir del CO2 y H2O en presencia de luz y a través de la fotosíntesis
(fototrofos).
La energía en los sistemas biológicos se almacena y transfiere principalmente vía
adenosin trifosfato (ATP), el cual contiene enlaces fosfato de alta energía.
La forma activa del ATP se encuentra acomplejada con Mg2+.
La energía libre estándar liberada en lahidrólisis de ATP es de 7,3 kcal/mol.
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La energía se almacena como ATP mediante la reacción inversa de formación de ATP
a partir de ADP y Pi. De manera similar, la disociación de ADP para liberar energía:
Compuestos análogos al ATP, tales como el guanosin trifosfato (GTP), uridin trifosfato
(UTP), y citidin trifosfato (CTP), también almacenan y transportanenlaces fosfato de
alta energía, pero en menor medida que el ATP.
Los compuestos de alta energía producidos durante el metabolismo, tales como el
fosfoenol piruvato y 1,3-difosfoglicerato, transfieren sus grupos ~P a los ATP. La
energía almacenada en ATP es más tarde transferida a compuestos de fosfato de
menor energía tales como la glucosa-6-fosfato y el glicerol-3-fosfato:
Figura:Transferencia de energía biológica desde compuestos de alta energía a los de
baja energía vía ATP. Fosfoenolpiruvato y 1,3 difosfoglicerato son compuestos de
fosfato de alta energía y actúan como dadores de fosfato. Compuestos de baja
energía tales como la glucosa 6-fosfato y glicerol 3-fosfato son aceptores de fosfato.
Los átomos de hidrógenos liberados en las reacciones biológicas de oxido-reducciónson transportados por derivados de nucleótidos, especialmente por nicotinamida
adenina dinucleótido (NAD+) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP+).
Estas reacciones de oxido-reducción son reversibles. El NADH puede donar
electrones a ciertos compuestos y aceptarlos de otros, dependiendo del potencial de
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óxido reducción de los compuestos. El NADH...
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