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Fisiología Bacteriana
Prof: José Amaro Suazo6:41
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Introducción
• La fisiología bacteriana comprende el estudio de las
funciones realizadas por estos microorganismos.
• Las bacterias son muy eficientes fisiológicamente,
sintetizan en forma muy rápida sus componentes
celulares, siendo la mayoría autosuficientes a pesar
de su simpleza estructural.
• En la bacteria se desencadenan una serie deprocesos químicos que en conjunto constituyen el
Metabolismo Bacteriano
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Metabolismo bacteriano
Es el conjunto de reacciones químicas que
ocurren en la célula.
Funciones:
• Obtener energía química del entorno
• Convertir los nutrientes exógenos
•
Formar y degradar moléculas
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Metabolismo bacteriano
METABOLISMO
• En las bacterias se encuentran las 3 vías centralesdel metabolismo intermediario de los Hidratos deCarbono:
1.- Vía glicolítica de Embden Meyerhof Parnas
2.- Vía de pentosafosfato o de Shunt de laspentosas
3.-Vía de Entner-Doudoroff
Catabolismo (energía)
Anabolismo (comp. cel.)
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Metabolismo bacteriano
• Los nutrientes producen energía por reacciones de
oxidación- reducción.
• La energía química generada se transforma en una
forma biológicamente útil (ATP); obtenido por 2procesos diferentes: fosforilación a nivel del
substrato y fosforilación oxidativa.
• Dichos procesos incluyen la Fermentación y la
Respiración.
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Fermentación•
Reacción en la que algunos átomos de la fuente deenergía (donador de electrones) se reducen,mientras otros se oxidan (“ox-red”) y la energía seproduce por fosforilación a nivel de sustrato.
• La molécula dadora y aceptora de e- , soncompuestos orgánicos.
• Este proceso no es capaz de oxidar completamenteel substrato inicial a CO2, por lo que piruvato esconvertido en ácido láctico, ácido propiónico, etc.
• Los e- generados pasan a coenzimas que contieneNAD, luego NADH cede e- a piruvato para que se
mantenga el equilibrio oxido-reducción6:42
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Respiración•
Es el proceso por el cual un substrato es oxidadocompletamente a CO2 y H2O, con participación de una
cadena de e- ubicada en la MP.
•Respiración aeróbica: aceptor final exógeno (oxígeno)
• Respiración anaeróbica: aceptor final exógeno(compuesto inorgánico: nitrato, fumarato, sulfato, etc.)
• Piruvato es oxidado completamente a CO2 mediante elciclo de Krebs
• Los e- del NADH del ciclo de Krebs son transferidos aloxígeno para regenerar NAD a través de un sistematransportador; conservando energía liberada duranteese transporte en forma de ATP por Fosforilación
Oxidativa6:42
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Balance energético
Fermentación:- Aceptor final de e- compuesto orgánico
- 1 glucosa/2 ATP
Respiración:
- Aceptor final de e-
compuesto inorgánico- 1 glucosa/38 ATP
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Regulación de Metabolismo
Cada reacción metabólica está regulada no sólo con
respecto a otras reacciones sino también con
respecto a la concentración de nutrientes en el
medio. La regulación se realiza a diferentes niveles:
• Regulación de la actividad enzimática a través de:
enzimas alostéricas, inhibición por retroalimentación,
activación alostérica, y cooperatividad.
• Regulación de la síntesis de enzimas por: inducción
enzimática y represión por productos finales.
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NUTRIENTES
METABOLISMO
BIOSÍNTESISENERGÍA
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Requerimientos nutritivos
Podemos clasificar los nutrientes en las siguientes
categorías:
1.-Macronutrientes: carbono, hidrógeno,oxígeno y nitrógeno.
2.-Micronutrientes: cobalto, cobre,
manganeso, fósforo, etc.3.-Factores de crecimiento :incapaz de
sintetizarlos, ej. Vit. B, aminoácidos, etc.
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Grupos nutricionales
Tipo Fuente deenergía
Fuente de carbono Ejemplos
Fotoautotrofas Luz CO2 Algas y
cianobacterias
Fotoheterotrofas Luz Compuestos orgánicos Algas y bacterias
fotosintéticas
Quimioautotrofas oLitotrofas
Química Compuesto
inorgánicos: H2, NH3,
NO2, H2S, CO2
Pocas bacterias
Quimioheterotrofaso Heterotrofas
Química Compuesto orgánicos:
glucosa
La mayoría de
bacterias
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Oxígeno:Aerobios estrictos: requiere O2 como aceptorterminal de electrones, no proliferan en su ausencia.
Ej. Mycobacterium bovis.
Microaerofilos: O2 a niveles muy bajos (12%). Noproliferan en la superficie de un medio sólido.
Ej. Haemophillus suis
Anaerobios estrictos: no emplean O2 para sumetabolismo, obtienen su energía de reaccionesfermentativas.
Ej. Clostridium tetani
Requerimientos físicos y químicos
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Anaerobios aerotolerantes: pueden crecer enpresencia o ausencia O2, pero la energía laobtienen por fermentación.
Ej. Bacterias acidolácticas.
Anaerobios facultativos: proliferan medianteprocesos oxidativos, utilizando O2 como aceptorterminal de electrones, o en anaerobiosis,
empleando reacciones de fermentación paraobtener energía.
Ej. Streptococcus, E. coli
Requerimientos físicos y químicos
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Tipo de
bacteria
CrecimientoPosesión de
catalasa y SOD
Vía metabólica Ejemplos
Aerobio Anaerobio
Aerobia
estricta + - +Respiración M tuberculosis
Anaerobiaestricta - + - Fermentación Clostridium spp
Facultativa+ + +
Respiración/
fermentación
E. coli
Indiferente/
aerotolerante + + +Fermentación S pneumoniae
Microarófila (+) + (+) Fermentación H pylori
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Tipo Rango de
Temperatura
Temperatura
OptimaM.O
Psicrofilo 0 - 20 15 Algas
Mesofilo 20 - 40 38 E. coli
Termofilo 40 - 70 60 Bacillus
stearothermophillus
Hipertermofilos 90 - 115 106 Thermus acuaticus
Requerimientos físicos y químicos
Temperatura
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A. Acidófilos
B. Neutrófilos
C. Alcalófilos
pH
Requerimientos físicos y químicos
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Requerimientos físicos y químicos
Condiciones osmóticas y disponibilidad de agua- Halófilos: altas concentraciones salinas
- Osmófilos: altas concentraciones de azúcar
- Xerófilos: ambientes muy secos
La concentración de solutos con actividad
osmótica dentro de la célula bacteriana es
superior a la concentración del exterior celular, a
excepción de Mycoplasma la mayoría tiene
tolerancia osmótica.6:42
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CURVA DE CRECIMIENTO BACTERIANO
* Cultivo puro de bacterias en un medio líquido6:42
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CRECIMIENTO BACTERIANO:
Tipos de medios de cultivo:• Según su estado físico:
- Líquidos o caldos . (Enriquecimiento)
- Sólidos (Agar al 1.5-2%) (Recuento y aislamiento).- Semisólidos (Movilidad).
• Según crecimiento que permitan:
- Enriquecidos (caldo selenito para Salmonella)
- De enriquecimiento (agar sangre, agar chocolate)
- Selectivos (agar Salmonella-Shiguella, antibioticos)
- Diferenciales (TSI, Citrato)6:42
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Estudio cualitativo
• Medios líquidos:
Turbidez
• Medios sólidos:
Colonias
CRECIMIENTO BACTERIANO:
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1: alfa-hemólisis
alfa-hemólisis
Cultivo cofluente
Colonias aisladas
beta-hemólisis
2: beta-hemólisis
Colonias aisladas
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MEDIOS DE CULTIVO: CLASIFICACION
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MEDIOS DE CULTIVO: CLASIFICACION
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