NUTRICION CELULAR

1. EDINSON MORALES CHAVEZ
Facultad de Medicina Humana

2. METABOLISMO BACTERIANO
 NECESIDADES METABOLICAS
Carbohidratos, proteínas, lípidos para formar “bloques”
y luego células.
Necesidades mínimas: C, N, Energía, H2O y iones.
Elementos esenciales: C,O,N,H,S,P
Iones : Na,K,Ca,Mg,Cl
Compuestos de las enzimas: Fe, Zn,Mo,Se,Co,Cu,Ni

3. HIERRO
 Nuestro cuerpo secuestra hierro (esconde) para
disminuir su disponibilidad como método de
protección.
 Las bacterias concentran el hierro a partir de la
secreción de proteínas llamadas SIDEROFOROS.

4. OXIGENO
 Es esencial para el humano pero tóxico para algunas
bacterias ej. Cl. Perfringens que causa la Gangrena
gaseosa el cual es un anaerobio estricto.
 M. tuberculosis utiliza el O2 para su crecimiento el
cual es un aerobio estricto.
 Otras que pueden crecer en presencia o ausencia de O2
llamadas anaerobias facultativas.

5.  Las bacterias aerobias producen : Dismutasa y
Catalasa las cuales actúan inhibiendo la acción de los
productos tóxicos del metabolismo aerobio.

6. NUTRIENTES Y BACTERIAS
 De acuerdo a sus necesidades nutricionales las
bacterias pueden ser:
 AUTOTROFAS: Litotrofas, dependen de sustancias
químicas inorgánicas y de una fuente de C (CO2) para
producir E .
 HETEROTROFOS: Organotrofas, depende de
sustancias orgánicas, es decir necesitan de C orgánico.

7. GRUPOS NUTRICIONALES
Grupo Fuente de Fuente de
nutricional carbono energía
Fotoautótrofos CO2 Luz
Compuesto
Fotoheterótrofos Luz
orgánico
Sales
Quimioautótrofos CO2
inorgánicas
Compuesto Compuesto
Quimioheterótrofos
orgánico orgánico

8.  De lo anterior se puede concluir que hay bacterias
altamente selectivas y otras no.
 Poco selectivas: E. coli
 Muy selectivas : T. pallidum

9. METABOLISMO Y CONVERSION DE
LA E
 Para poder sobrevivir las células tienen que gastar E.
La E se obtiene del ATP a partir de la degradación de
sustancias orgánicas (Carbohidratos, lípidos y
proteínas).
 A este proceso de degradación de sustratos y su
conversión en E utilizable se denomina
CATABOLISMO.

10.  La E obtenida servirá para luego emplearse en la
síntesis de los compuestos celulares (pared celular,
proteínas, ácidos grasos, ácidos nucleicos), a esto se
denomina ANABOLISMO.
 La interrelación de estos 2 procesos se denomina
METABOLISMO INTERMEDIO.

11. NUTRICIÓN BACTERIANA
METABOLISMO
BIOSÍNTESIS
NUTRIENTES ENERGÍA

12. PROCESO METABOLICO
 Se inicia con la HIDRÓLISIS de :
 MACROMOLECULAS: proteínas, carbohidratos y
lípidos.
 MICROMOLECULAS: péptidos, monosacáridos y
ácidos grasos, estos son transportados a través de la
membrana celular al interior del citoplasma a través de
Mecanismos activos y pasivos.

13. TRANSPORTE
 Pueden utilizar Carrier o MPT .
 De la degradación de estos metabolitos se forma
finalmente ACIDO PIRUVICO (a través de 1 o más
rutas).
 A partir del Ac. Pirúvico se pueden formar :
1.Producción nueva de E
2.Síntesis de nuevos carbohidratos, lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos.

14. TIPOS DE REACCIONES METABÓLICAS
Reacciones energéticas
Reacciones de biosíntesis
Reacciones de polimerización
Reacciones de ensamblaje

15. REACCIONES ENERGÉTICAS:
FASES
 Digestión extracelular
 Paso a través de la envuelta:
 Difusión simple
 Difusión facilitada
 Transporte activo
 Degradación y obtención de energía

16. Difusión Difusión
simple facilitada
Transporte pasivo Transporte activo

17. METABOLISMO DE LA GLUCOSA
 Es el carbohidrato por excelencia, aquí se trata de
explicar cómo las bacterias utilizan o metabolizan la
glucosa para la obtención de E u otros sustratos.
 Lo hacen por varios procesos: fermentación,
respiración anaerobia o aerobia .

18. REACCIONES ENERGÉTICAS:
 Vía glucolítica de Embder
Meyerhof
 Vía pentosa fosfato
 Ciclo de Krebs
 Vía de Entner Doudoroff

19. REACCIONES ENERGÉTICAS
 Fermentación:
 Aceptor final de e- compuesto orgánico
 1 glucosa/2 ATP
 Respiración:
 Aceptor final de e- compuesto inorgánico
 1 glucosa/38 ATP

20. RUTA DE EMBDEN-MEYERHOF-
PARNAS
 Aquí el catabolismo de la glucosa utiliza 3 rutas para
convertir la glucosa en PIRUVATO .
1.Ruta glucolítica(EMP), es la más frecuente y se
consigue piruvato.
2.Ruta del NADH
3.Ruta de la fermentación del piruvato.

21.  Ocurre en aerobiosis y anaerobiosis.
 La reacción inicia con la formación de Glucosa 6
fosfato y se genera ATP a partir de ADP con la
participación de NADH hasta su conversión final en
Piruvato .

23. CICLO DEL ACIDO TRICARBOXILICO
 Permite generar una cantidad mucho mayor de E
 Se forma también un GPT (TRIFOSFATO DE
GUANOSINA).
 Es el principal mecanismo de generación de ATP.
 No sólo permite obtener E a partir de glucosa, sino
también de los a.a y los ácidos grasos.
 El ciclo del ATC constituye un medio por el cual los
carbonos procedentes de los lípidos (Acetil CoA)
pueden desviarse hacia la producción de E o la
generación de nuevos productos orgánicos.

24. Ciclo de Krebs
o
Ciclo del ácido
tricarboxílico
(ATC)

26.  El ATC es un ciclo ANFIBOLICO, es decir que puede
actuar en situaciones anabólicas y/o catabólicas de la
célula.

27. RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
 Llamado también Ruta de las Hexosas Monofosfatos.
 Utiliza 2 enzimas: Transcetolasas y Transaldolasas,
las cuales generan diferentes tipos de azúcares.
 Se da en aerobiosis.
 También interviene el NADH.
 Ribulosa 5 fosfato y luego en Ribosa 5 fosfato .

28. REACCIONES DE BIOSÍNTESIS
 Formación de elementos estructurales:
 Ácidos grasos
 Azúcares
 Aminoácidos
 Nucleótidos

29. REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN Y
ENSAMBLAJE
 Formación de macromoléculas:
ADN, ARN, proteínas,
peptidoglicano, fosfolípidos,
LPS...
 Formación de las distintas
estructuras celulares

30. REGULACIÓN DEL METABOLISMO
 Regulación de la actividad enzimática
 Regulación de la síntesis
enzimática:
 Represión
 Inducción

31. CRECIMIENTO BACTERIANO
 La replicación bacteriana es un proceso coordinado
durante el cual se producen 2 células hijas idénticas.
 Para el crecimiento bacteriano debe existir los
suficientes metabolitos para permitir la síntesis de los
componentes bacterianos.

32. REPLICACION CROMOSOMICA
 Se inicia en la membrana y cada cromosoma hijo se
ancla a una porción diferente de la misma. Los
procesos de formación de la membrana bacteriana,
síntesis de peptidoglucanos y división celular se llevan
a cabo en forma coordinada y secuencial, a medida que
crece la membrana bacteriana los cromosomas hijos se
separan.

33.  El comienzo de la replicación cromosómica también
inicia el proceso de división celular, la cual se puede
visualizar por el comienzo de la formación del tabique
que separará a las 2 células hijas, incluso pueden darse
otras replicaciones antes de que haya terminado la
replicación inicial .

34. División celular: fisión binaria

35. REPRODUCCIÓN BACTERIANA:
FISIÓN BINARIA
Cromosoma
Membrana
Pared
División nuclear
Septación
Separación

36. REPRODUCCIÓN BACTERIANA:
FISIÓN BINARIA

37. AGOTAMIENTO DE LOS
METABOLITOS
 La inanición o la aparición de productos metabólicos
tóxicos (alcohol) desencadena la producción de
ALARMONAS, que son sustancias químicas las cuales
provocan la interrupción de la síntesis de DNA y de los
procesos de degradación.

38.  Los ribosomas se desintegran para formar precursores
de desoxirribonucleótidos; el peptidoglucano y las
proteínas se degradan y la célula se contrae .

39.  Puede empezar la formación del tabique aunque es
posible que la célula no se divida por lo que morirá un
gran número de células, esto en algunas especies da
inicio a un proceso de ESPORULACION.

40. DINAMICA POBLACIONAL
 Cuando se añaden bacterias a un medio de cultivo,
antes de empezar a dividirse ha de transcurrir un cierto
tiempo de adaptación al nuevo ambiente, éste
intervalo se conoce como Fase de Latencia del
Crecimiento.

41.  En cambio durante la llamada Fase Logarítmica o
Exponencial, las bacterias se dividen y duplican su
población a intervalos regulares hasta alcanzar el
máximo nivel posible según el tipo de medio y las
condiciones imperantes.

42. Nt = No x 2 t/d
 Nt= N° de bacterias que han crecido después de un
cierto tiempo (t)
 t/d = cociente del tiempo transcurrido por el tiempo
de duplicación
 No = N° inicial de bacterias

43.  Finalmente cuando los metabolitos del cultivo se
agotan o bien aparece en su seno alguna sustancia
tóxica, en ese momento las bacterias interrumpen su
crecimiento y pasan a la llamada Fase Estacionaria ,
la cual da inicio a la Fase de Declive y muerte
bacteriana.

44. Crecimiento de un microorganismo en
medio de cultivo líquido
1- Fase de latencia
2- Fase exponencial
3- Fase estacionaria
4- Fase de muerte

45. MEDIOS DE CULTIVO

46. CRECIMIENTO BACTERIANO:
TIPOS DE MEDIOS DE CULTIVO
 Según su estado físico:
- Líquidos o caldos
- Sólidos (Agar al 1.5-2%)
- Semisólidos
 Según crecimiento que permitan:
- Enriquecidos
- De enriquecimiento
- Selectivos
- Diferenciales

47. CRECIMIENTO BACTERIANO:
FACTORES
1. Temperatura
2. pH
3. Medio de cultivo
4. Inóculo

48. TEMPERATURA

49. pH
A. Acidófilos
B. Neutrófilos
C. Alcalófilos

50. ESTUDIO CUALITATIVO DEL
CRECIMIENTO BACTERIANO
 Medios líquidos:
Turbidez
 Medios sólidos:
Colonias

51. COLONIAS BACTERIANAS. TIPOS
Forma CIRCULAR IRREGULAR FILAMENTOSA RIZOIDE
Superficie CONVEXA PLANA UMBILICADA CRATERIFORME
Bordes REDONDEADO ONDULADO FILAMENTOSO ESPICULADO LOBULADO

54. 1: alfa-hemólisis
Colonias aisladas
alfa-hemólisis
Cultivo cofluente
2: beta-hemólisis
Colonias aisladas
beta-hemólisis