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CONDICIONES PARA EL CICLO VITAL BACTERIANO CONDICIONES AMBIENTALES: Temperatura:1. Tal como los organismos multicelulares, las bacterias pueden vivir entre ciertas temperaturas que impiden que su estructura muera. De todas formas tenemos ciertos tipos de bacterias que tiene una gran capacidad de adaptación a temperaturas que para nosotros resultan extremas. Bacterias mesófilas 20 a 45º C, t° óptima entre 30 y 39º C. Bacterias Psicrófilas -8 a 10º C, temperatura óptima entre 0 y 10º C. Estas bacterias han especializado sus membranas celulares de modo que no se endurecen en temperaturas heladas. Bacterias termófilas 50 a 70º C. Estas bacterias producen enzimas que son estables a altas temperaturas. Se ha encontrado algunas viviendo en el fondo marino a estas temperaturas y proliferando sin problemas. 2. Agua. 3. pH: El pH de la bacteria es neutro pero su exterior tiene cierto pH 4. Tensión parcial de oxígeno: Bacterias aerobias estrictas: Necesitan la presencia de oxígeno para vivir. Bacterias aerobias facultativas: Estás si bien su principal mecanismo es aerobio, tiene mecanismos anaerobios que la ayudan a seguir viviendo aún en ausencia de oxígeno. Bacterias anaerobias estrictas: Estas bacterias no toleran el oxígeno y les resulta tóxico por lo que exponerlas a él, las mataría. Bacterias anaerobias aerotolerantes: Estas bacterias si bien no ocupan el oxígeno en su respiración celular, no les resulta tóxico, por lo que pueden sobrevivir en un ambiente oxigenado. Todas las bacterias anaeróbicas ya sean estrictas o no, son fermentadoras. Bacterias microaerofílicas: Son aquellos microorganismos que para sobrevivir requieren niveles de oxígeno muy inferiores a los que se encuentran normalmente en la atmósfera de la tierra. Algunos son a su vez capnófilos, ya que necesitan una elevada cantidad de dióxido de carbono. Bacterias capnofílicas: las bacterias capnofílicas son aquellas que necesitan elevados niveles de CO2 para sobrevivir. Algunos ejemplos de estas bacterias son los Gonococos, Streptococcus, Meningococos. 5. CO2: Gonococos. Streptococcus. Meningococos. 6. Presión osmótica Plasmólisis medio hipertónicos. Plasmoptisis medios hipotónicos. La presión osmótica también es importante, si la bacteria se encuentra en un medio hipertónico puede hacer plasmólisis (se arruga y se destruye), mientras que si es un medio hipotónico, puede hacer una plasmóptisis (se llena de líquido hasta explotar). 7. Iones inorgánicos: Mantener la presión osmótica. Equilibrar el pH. Actuar como factor enzimático. CONDICIONES NUTRICIONALES: Fuente de carbono como nutriente energético. Fuente de nitrógeno como nutriente reparador o formador de estructuras. Los nutrientes son las sustancias que debe incorporar un microorganismo para garantizar su sobrevivencia, es decir que le provean de energía y los elementos necesarios para realizar la síntesis de sus estructuras. Los nutrientes ingresan a la célula por absorción no por ingestión. Los nutrientes esenciales son los que puede asimilar el microrganismo por simple difusión o por transporte activo e incluyen el agua , carbono y nitrógeno en forma de sales. Otros nutrientes en general son iones de potasio, fósforo, magnesio u otros. Factores de crecimiento son sustancias que la célula no pueden sintetizar y comprenden vitaminas y algunos aminoácidos. Oligoelementos son nutrientes necesarios en muy pequeñas concentraciones. Se trata de fierro, cobre, cobalto u otros. Categorías nutritivas: Según la fuente de carbono las bacterias pueden ser: Autotróficas o litotróficas: utilizan carbono inorgánico. Heterotróficas u organótroficas: usan carbono orgánico. ORGANISMOS FOTOSINTETÍCOS: Organismos fotoautótrofos: requieren luz para obtener su energía, es decir son fotosintéticos, mientras el carbono proviene del dióxido de carbono. Fotoheterótrofo: utilizan energía lumínica pero incorporan carbono de compuestos orgánicos como alcoholes, ácidos grasos, e hidratos de carbono ORGANISMOS QUIMIOSINTÉTICOS: Quimioautótrofos: obtienen energía de reacciones químicas e incorporan carbono del dióxido de carbono. Quimio heterótrofos: casi la totalidad de las bacterias patógenas pertenecen a esta categoría y obtienen energía a partir de reacciones químicas, el carbono proviene de compuestos orgánicos. El más utilizado es el carbono de la glucosa. Recordemos: La respiración celular se lleva a cabo en el citoplasma mientras que la reducción oxidativa se lleva a cabo en el protoplasmas ya que las bacterias NO TIENEN MITOCONDRIAS. Metabolismo Tipos de reacciones: Reacciones exergónicas o productoras de energía. Reacciones endergónicas o asimiladoras de energía. Fase anabólica-biosíntesis Fase catabólica-energética Reacciones endergónicas Reacciones exergónicas BACTERIAS AUTOTRÓFICAS: Autotróficas son aquellas bacterias que logran sintetizar por sí solas todas sus estructuras y cumplir su ciclo vital. Tienen un gran equipo enzimático. Autotróficas fotosintéticas. Autotróficas quimiosintéticas utilizan CO2 , nitritos, nitratos. BACTERIAS HETEROTRÓFICAS: Heterotróficas son quimiosintéticas por naturaleza. Son muy exigentes en su desarrollo. Poseen un equipo enzimático más pobre. Estas últimas bacterias incluyen la mayoría de las bacterias patógenas para el ser humano. FUENTES DE ENERGÍA METABÓLICA Los tres mecanismos principales para generar energía metabólicas son la fermentación, respiración y fotosíntesis. Para poder crecer, el microorganismo debe utilizar por lo menos uno de estos mecanismos. FERMENTACIÓN: La formación de ATP durante la fermentación no está acoplada a la transferencia de electrones. La fermentación se caracteriza por la fosforilación del sustrato, proceso enzimático en el cual un intermediario metabólico fosforilado dona un enlace pirofosfato directamente al ADP. Los intermediarios fosforilados se forman por redistribución metabólica de un sustrato fermentable como glucosa, lactosa o arginina. Como la fermentación no se acompaña de ningún cambio en el estado de oxido reducción, la composición elemental de los productos de esta debe ser igual a los sustratos. Este proceso es análogo al que se produce en el músculo, con una diferencia en cuanto al producto final, ya que en el músculo el producto final son dos moléculas de ácido láctico en las bacterias solo algunas las producen: cepas homofermentativas. Las cepas Heterofermentativas fermentan a productos como agua, ácidos, alcoholes. Glucosa (C6H12O6) pasa a 2 ácidos lácticos (C3H6O3). Vía glicolítica de Embden-Meyerhof: Es un mecanismo común para la fermentación de la glucosa, utiliza una cinasa y una aldolasa para transformar al fosfato de hexosa en dos moléculas de fosfato de triosa. La vía glicolítica produce un resultado neto de 2 ATP. RESPIRACIÓN: La respiración es análoga al acoplamiento de un proceso dependiente de energía o a la descarga de una batería. La reducción química de un oxidante (aceptor de electrones) a lo largo de una serie específica de portadores de electrones en la membrana establece la fuerza motriz protónica al cruzar la membrana bacteriana. Se logra gracias a un conjunto de reacciones enzimáticas y reacciones de óxido-reducción (en las que un compuesto pasa electrones (e-) y se oxida, mientras que otro recibe electrones y se reduce). Esto ya lo conocemos pues es el ciclo de Krebs. FOTOSÍNTESIS: La fotosíntesis es similar a la respiración , la diferencia está en que el reductor y el oxidante se crean foto químicamente por medio de la energía lumínica absorbidas por pigmentos de la membrana. Las plantas y algunas parte importante de la luz para hacer del agua un reductor del dióxido de carbono, en este proceso se libera oxigeno y se produce materia orgánica. MECANISMOS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Fermentación. Respiración aeróbica. Respiración anaeróbica. FERMENTACIÓN: Como vimos anteriormente en la fermentación vamos a tener 2 tipos de esta, la láctica y la de etílica. Este es un mecanismoanaeróbico. NAD ---> NADHGlucose---> Pyruvate(C6)ADP ---> ATP(C3)* * referido al número de carbonos en la molécula. RESPIRACIÓN AERÓBICA: En las bacterias la respiración celular es efectuada en la membrana celular. Los electrones pasan de un reductor químico a un oxidante químico a través de un grupo específico de portadores de electrones dentro de la membrana y como resultado se establece la fuerza motriz protónica. El regreso de los protones a través de la membrana se acopla a la síntesis se ATP. El reductor biológico para la respiración es el NADH y el oxidante el Oxigeno. Rendimiento neto 36 ATP. El oxígeno pasa por un proceso de reducción con un anión superóxido y un radicar hidroxiperoxil, quedando (O-2 y HO2-) luego con el superóxido dismutasa pasará a ser peróxido de carbono y con la catalasa obtenedremos agua y oxígeno (H2O y O2) RESPIRACIÓN ANAERÓBICA: Este proceso es realizado por bacterias que no poseen una enzima llamada súper oxido dismutasa. Utiliza por lo tanto un aceptor final de electrones distinto del oxigeno, nitratos, sulfatos, carbonatos.