METABOLISMO METABOLISMO ANAEROBICO.ANAEROBICO.

Clase nº 10. Curso de biología.

Producción de energía en la respiración.

• Para obtener energía utilizable se debe disponer de:

- Un donador de e-: actúa como fuente inicial de energía (glucosa, otros compuestos orgánicos, compuestos inorgánicos, luz solar).

- Un transportador de electrones: e- liberados de fuente de energía son transferidos a un transportador como la coenzima NAD (reacción redox).

- Los e- se deben transferir a un aceptor final.

Metabolismo anaeróbico

• Algunas bacterias presentan un modo único de respiración llamado “Respiración anaeróbica”, en la cual el último aceptor de electrones no es el oxígeno.

• Bacterias aerobias facultativas y anaerobiasestrictas.

• Aerobias facultativas: Pueden vivir con O2 y sin O2. En este grupo se ubican la mayoría de las bacterias patógenas.

Metabolismo anaeróbico

Anaerobias estrictas.- Son bacterias que no pueden generar energía en

ambientes con concentraciones normales de oxigeno.

- Los productos reducidos del oxígeno, y ocasionalmente el oxígeno molecular causan daño a la estructura celular y los sistemas enzimáticos.

- Requieren potenciales de oxido – reducción bajos.

Metabolismo anaeróbico

• Aceptores finales inorgánicos : NO3-, Fe3+, SO4

2-, CO2, So. También se pueden utilizar aceptores orgánicos como el fumarato.

• La reaspiración aeróbica genera 38 ATP por la oxidación completa de glucosa a CO2 y H2O.

• Debido a la posición en la torre de electrones de los compuestos utilizados en la R. anaeróbica, se libera menos energía cuando son usados como aceptores en vez del oxígeno. Se producen cantidades variables de ATP, dependiendo del microorganismo y la vía metabólica.

Metabolismo anaeróbico

- Eo´: potencial de reducción.

- Cuanto más lejos caigan en la torre los e- desde el donador hasta el aceptor mayor será la energía liberada.

TORRE DE ELECTRONES

Tipos de respiración anaeróbica.

Metabolismo asimilador y desasimilador.

• Cuando se reduce un compuesto inorgánico como el NO3

-, SO42- o CO2 para

usarlo como aporte nutricional, se dice que se asimila y el proceso de reducción se llama metabolismo asimilador.

• La utilización de estos compuestos como aceptores de electrones en el metabolismo energético se llama metabolismo desasimilador.

Reducción de nitrato (NO3

-).• Compuesto inorgánico usado más comúnmente

como aceptor de e- en la respiración anaeróbica.• El NO3

- es reducido a N2O, NO y N2.• Los productos son gaseosos y se pierden

fácilmente: desnitrificación.• Esta es siempre una vía alternativa que utilizan

las bacterias en ausencia de oxígeno. En presencia de oxígeno y aunque el nitrato este presente se produce respiración aeróbica.

Reducción de nitrato (NO3-).

Enzimas: nitrato reductasa, nitrito reductasa, óxido nitricoreductasa, óxido nitroso reductasa.

Reducción NO3-:

Transporte de e-.

Las enterobacterias como E. coli solo reducen el NO3- a NO2

-.

Ciclo del nitrógeno.

Ej. De bacterias desnitrificantes: Pseudomonas, Bacillus.

Reducción de sulfato (SO4

2-)• Es uno de los aniones mayoritarios del agua de

mar.• El producto final de la reducción de sulfato es

H2S.• La vía es utilizada por bacteria anaeróbicas

estrictas. No es una vía alternativa.• El sulfato se debe activar con ATP antes de ser

reducido.• El sulfato es un aceptor de e- menos favorable

que el oxígeno y el nitrato.

Reducción de sulfato (SO4

2-)

Reducción de sulfato SO42-:

Transporte de e-.

Ej. De bacterias que reducen sulfato: Desulfovibrio, Desulfotomaculum

Acetogénesis

• El CO2 es muy común en la naturaleza y abunda en los hábitat anóxicos.

• El producto final de la reducción del CO2es el acetato (Vía del acetil – CoA).

• Ejemplos de microorganismos que utilizan este metabolismo: Acetobacterium, acetoanaerobium, Clostridium acetogenicos(bacterias homoacetogénicas).

Acetogénesis

Vía del Acetil – CoA.

Metanogenésis.

• La producción de metano la lleva a cabo u grupo de arqueas anaerobias estrictas llamadas metanógenas.

• Se lleva a cabo a través de una serie de reacciones en las que intervienen coenzimas especiales.

• La reducción de CO2 a CH4 depende principalmente de H2.

Metanogenésis.

Metanogenésis.

Metanogenésis.

Conservación de la energía.

Otros aceptores de e-.