Metabolismo De Las Bacterias

 Necesidades metabólicas

El crecimiento bacteriano requiere una fuente de energía y la materia prima necesaria para fabricar las proteínas, las estructuras y las membranas que conforman la maquinaria estructural y bioquímica de la célula. Las bacterias deben obtener o sintetizar los aminoácidos, los carbohidratos y los lípidos utilizados para fabricar las unidades que constituyen las células.

Las necesidades mínimas para el crecimiento son una fuente de carbono y nitrógeno, una fuente de energía, agua y diversos iones. 

Los elementos esenciales son los componentes de las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos (C, O, H, N, S, P), iones importantes (K, Na, Mg, Ca, Cl) y componentes de las enzimas (Fe, Zn, Mn, Mo, Se, Co, Cu, Ni).

El hierro es tan importante que muchas bacterias secretan proteínas especiales (sideróforos) para concentrarlo a partir de soluciones diluidas, y nuestros cuerpos secuestran el hierro para reducir su disponibilidad como método de protección.

Metabolismo de la glucosa

En un intento de simplificación, en este apartado se presenta una visión general de las rutas metabólicas mediante las cuales se metaboliza la glucosa, el hidrato de carbono por excelencia, para la producción de energía u otros sustratos utilizables.

 En lugar de liberar toda la energía de la molécula en forma de calor (de manera semejante a la combustión), las bacterias degradan la glucosa en pasos independientes para poder captar

la energía así producida en formas utilizables. 

Las bacterias producen energía a partir de la glucosa a través de (enumerados por orden creciente de eficiencia): fermentación, respiración anaerobia (en ambos casos en ausencia de oxígeno) o respiración aerobia.

Ruta de Embden-Meyerhof-Parnas

Para el catabolismo de la glucosa, las bacterias utilizan tres rutas metabólicas principales. La más frecuente es la llamada ruta glucolítica o ruta de Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) para la conversión de la glucosa en piruvato.

Estas reacciones, que ocurren en condiciones tanto aerobias como anaerobias, comienzan con la activación de la glucosa para formar glucosa-6-fosfato. 

Esta reacción, así como la tercera reacción de la ruta (en la que la fructosa-6-fosfato se convierte en fructosa-1,6-difosfato) requiere la utilización de 1 mol de ATP por mol de glucosa y representa la inversión inicial de los depósitos de energía celulares.

Ciclo del ácido tricarboxílico

En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico producido a partir de la glucólisis y el metabolismo de otros sustratos puede ser oxidado por completo (combustión controlada) hasta H2O y CO2 a través del llamado ciclo del ácido tricarboxílico (ATC), mediante el cual se produce energía adicional.

 El proceso comienza con una descarboxilación oxidativa (con liberación de CO2) del piruvato, el cual se convierte en un producto metabólico altamente energético, el acetilcoenzima A (acetil-CoA); esta reacción también produce NADH.