Metabolismo bacteriano

El metabolismo microbiano es el conjunto de procesos por los cuales un microorganismo obtiene la energía y los nutrientes (carbono, por ejemplo) que necesita para vivir y reproducirse. Los microorganismos utilizan numerosos tipos de estrategias metabólicas distintas y las especies pueden a menudo distinguirse en función de estas estrategias. Las características metabólicas específicas de un microorganismo constituyen el principal criterio para determinar su papel ecológico, su responsabilidad en los ciclos biogeoquímicos y su utilidad en los procesos industriales.

Anabolismo

El anabolismo es el conjunto de procesos del metabolismo que tienen como resultado la síntesis de componentes celulares a partir de precursores de baja masa molecular,1 por lo que también recibe el nombre de biosíntesis. Es una de las dos partes en que suele dividirse el metabolismo, encargada de la síntesis de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas, orgánicas o inorgánicas, con requerimiento de energía (reacciones endergónicas) y de poder reductor, al contrario que el catabolismo. Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan coordinada y armónicamente, y constituyen una unidad difícil de separar. Los procesos anabólicos son procesos metabólicos de construcción, en los que se obtienen moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. En estos procesos se consume energía. Los seres vivos utilizan estas reacciones para formar, por ejemplo, proteínas a partir de aminoácidos. Mediante los procesos anabólicos se crean las moléculas necesarias para formar nuevas células.

Catabolismo

El catabolismo es un proceso metabólico que realizan los organismos celulares, que consiste en un proceso exergónico. Entre los procesos metabólicos que realizan algunas células procarióticas y células eucarióticas se encuentra la glucólisis (anaeróbico), y en las células eucarióticas al tener mitocondrias son capaces de realizar otro proceso catabolico denominado respiración celular (aeróbico). La glucólisis es el proceso metabólico que usa los carbohidratos (monosacáridos) como la glucosa que comemos cada día, para transformación de biomoléculas complejas en moléculas sencillas (piruvato) y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de altaenergía en moléculas de adenosín trifosfato ( trifosfato de adenosina). Las reacciones catabólicas son en su mayoría reacciones de reducción-oxidación. El catabolismo al realizar reacciones exergónicas se considera un proceso inverso del anabolismo que realiza reacciones endergónicas, aunque no significa precisamente que las reacciones anabolicas sean inversas a las reacciones catabólicas.

Tipos de metabolismo microbiano

Los distintos tipos de metabolismo microbiano se pueden clasificar según tres criterios distintos:

1. La forma la que el organismo obtiene el carbono para la construcción de la masa celular:

• Autótrofo. El carbono se obtiene del dióxido de carbono (CO2).

La nutrición autótrofa es la capacidad de ciertos organismos de sintetizar todas las sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos. El término autótrofo procede del griego y significa “procesa su alimento por sí mismo”.

Se denominan autótrofos porque generan sus propios alimentos, a través de sustancias inorgánicas para su metabolismo. Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía.

Los seres autótrofos pueden clasificarse en: fotosintéticos y quimiosintéticos. Lasplantas y otros organismos que usan la fotosíntesis se llaman fotolitoautótrofos; lasbacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos, como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos, para producir energía se llaman quimiolitotróficos.

Los seres heterótrofos, como los animales, los hongos y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos, ya que aprovechan la materia que estos contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas.

Los seres vivos basan su composición en compuestos en los que el elemento químico definitorio es el carbono(compuestos orgánicos), y los autótrofos obtienen todo el carbono a través de un proceso metabólico de fijación del carbono llamado ciclo de Calvin.

• Heterótrofo. El carbono se obtiene de compuestos orgánicos (glucosa, por ejemplo).

Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene sus elementos alimenticios y estructurales de otros organismos y también en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta manera. Algunos de estos elementos son; carbono y nitrógeno de la materia orgánica –glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos—. Al grupo heterótrofo pertenece el reino animal, los hongos y gran parte de las bacterias y de las arqueas.

Etapas

El proceso de nutrición heterótrofa de una célula se puede dividir en siete etapas:

1. Captura. La célula atrae las partículas alimenticias creando torbellinos mediante sus cilios o flagelos, o emitiendoseudópodos, que engloban el alimento.

2. Ingestión. La célula introduce el alimento en una vacuola alimenticia o fagosoma. Algunas células ciliadas, como losparamecios, tienen una especie de boca, llamada citostoma, por la que fagocitan el alimento.

3. Digestión. Los lisosomas vierten sus enzimas digestivas en el fagosoma, que así se transformará en vacuola digestiva. Las enzimas descomponen los alimentos en las pequeñas moléculas que las forman.

4. Paso de membrana. Las pequeñas moléculas liberadas en la digestión atraviesan la membrana de la vacuola y se difunden por el citoplasma.

5. Defecación o egestión. La célula expulsa al exterior las moléculas que no le son útiles.

6. Metabolismo. Es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de los organismos vivos y que permiten la realización de las funciones vitales.

7. Excreción. La excreción es la eliminación de los productos que se generan durante el metabolismo. Estos productos son normalmente el dióxido de carbono (CO2), el agua (H2O) y el amoniaco (NH3).