O METABOLISMO

METABOLISMO

Os MO dependem do meio ambiente onde se encontram para obter energia e moléculas precursoras para desempenhar suas funções e se manter vivos.

Metabolismo é o conjunto de reações que ocorem em um organimos, para a produção de energia e para a biossíntese (síntese componentes celulares e de enzimas, reparo e manutenção das células, crescimento e multiplicação, acumulo de nutrientes e excreção de produtos indesejaveis e mobilidade)

→ Reações exergônicas (libera energia): respiração celular e catabolismo

→ Reações endergônicas (requer energia): transporte ativo, movimento e anabolismo

Os processos metabólicos de quabra (catabolismo) ou reconstração (anabolismo) são processos inter-relacionados e integrados.

Toda célula requer suprimentos para sobreviver e produzir energia (ATP), ou seja, a energia é derivada da degradação de substratos orgânicos como carboidratos, lipídios e proteínas. A grande maioria dos microrganimos preferem os carboidrtos como fonte de energia, usando como via de degradação a glicólise. Para isso, os compostos como os carboidratos devem sem transformados em moléculas menores antes de serem utilizados como suprimento energético, essa quebra ocorre através de enzimas e só assim são trnasportadas para dentro da célula.

Dependendo do metabolismo os MO podem ser:

• Fototŕificos: obtem energia através da luz solar
• Quimiotróficos: obtem energia oxidando compostos do ambiente
• Quimioautotróficos: oxidam compostos inorgânicos
• Quimioheterotróficos: precisam oxidar substâncias orgânicas.

Uma das formas que os micro-organismos usam para gerar energia é por fosforilação oxidativa, ou seja, adição de um grupo fosfato a um ADP formando ATP.

A glicólise é a via mais importante onde há quebra de glicose até piruvato, por reações de catabolismo e pode ocorrer na presença ou ausência de O2, produzindo energia. Essa energia obtida a partir da glicose pode ser pelos processos de fermentação, respiração anaeróbica ou aeróbica.

Os seres heterotróficos utilizam substâncias orgânicas para realizar fermentação e respiração e o autotróficos utilizam substâncias inorgânicas.

A glicose pode ser degradada por 3 vias metabólicas: glicólise (Embder-meyerhof-parnas), via oxidativa (Entener-Doudoroff) ou via das pentoses (Warburg-dickins), as bactérias pode utilizar uma ou mais vias, isso depende da composição enzimática e da presença ou ausência e oxigênio.

• Glicólise: degradação da glicose a ácido piruvico. É realizada por micro-organismos anaeróbios ou aeróbios facultativos. Nessa via há formação de 4 ATPs com um saldo de 2 ATPs e há formação de 2 NADH. Ocorre em condições aeróbicas e anaeróbicas e é realizado por bactérias ou células eucariontes. O ácido piruvico é convertido em vários produtos finais, por fermentação ou respiração anaeróbica. A fermentação é a quebra parcial da glicose sem O2, é menos efetiva, porém depois de produzir o piruvato ele é reduzido formando ácido láctico ou etanol, por isso é usada pra produção de bebidas.

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A respiração é um processo de regeneração da coenzima NAD, pode acontecer na presença (aeróbia) ou na ausência (anaeróbia) de O2 e há produção de ATP. A aeróbia tem um saldo de 38 ATP, a anaeróbia utiliza outros gases diferentes do O2.

• Via oxidativa: Para cada glicose essa via produz 2 moléculas NADPH e 1 de ATP. É menos efetiva do que a glicólise. É encontrada em bactérias gram negativas como rhizobium, pseudomonas, feita também por micro-organismos não fermentadores e aeróbios estritos. Nessa via a glicose é transformada em piruvato que são oxidados para produzir acetil-CoA que entra no ciclo de krebs. Após o ciclo de krebs a fase final da respiração é a cadeia de transporte de elétrons.

• Via das pentoses: Nessa via, pode entrar no ciclo de krebs ou ter formação de ácidos mistos formando 1 ATP. Os micro-organismos que utilizam essa via são a maioria dos anaeróbios facultativos. Tem função de fornecer precursores, reduzir NADPH e produzir intermediários para uso na biossíntese.

Além da glicose, outros compostos podem ser quebrados como as proteínas para produção de aminoácidos através de proteases, polissacarídeos para produção de monossacarídeos e de lipídeos produzindo ácidos graxos e glicerol através e lipases, essa ultima é mais incomum pois poucas bactérias fazem isso com eficácia. Toda a energia produzida pelas bactérias ficam armazenadas em estruturas que mantém a reserva energética, as inclusões citoplasmáticas.

GENÉTICA BACTERIANA

Cultura pura é quando só tem um tipo de micro-organismo, por isso é mais fácil de ser estudada. São descendentes de uma célula parental e são quase idênticos a ela, mesmo tamanho, forma e capacidade de fermentar açúcar, porém algumas diferenças podem aparecer de forma espontânea ou por ação de agentes físicos (luz UV) ou químicos (antibióticos). Essas variações são necessárias pois pode possibilitar a capacidade de adaptação ao meio, aumentando a chance de sobrevivência de uma espécie, a incapacidade de adaptação pode levar a eliminação da espécie.

DNA recombinante: é feita uma hibridação do plasmídeos da bactéria com o material genético de uma célula eucariótica e inocula novamente na bactéria. Essa bactéria se torna uma variante pois carrega um novo gene, podem tornar por exemplo bactérias bioinseticidas, que degradam petrôleo, reduzem coágulos no coração e vasos, que produzem hormônios.

As bactérias são procariontes e contém um cromossomo, uma única molécula de ácido nucleico DNA em fita dupla e circular. Os genes contidos no cromossomo transmite a informação genética de pais para filhos. É o material responsável por todo o comando e coordenação das atividades celulares e divisão celular. O genoma bacteriano é o conjunto total de genes, são encotrados tanto nos nucleóides como também podemos encontrar materail genético extracromossômico.

Algumas propriedades do DNA são:

→ Autoduplicação ou replicação: processo que copia a sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA perental de fita dupla. As fitas são separadas pela DNA polimerase e com ocorre a replicação semi conservativa, ou seja, uma fita da velha e a outra nova.

→ Transcrição: síntese de RNA a partir de uma molécula de DNA.

Já os fungos, algas e protozoários (eucariontes) possuem um longo cordão de contas, onde cada cromossomo consiste em uma única molécula longa de DNA fita dupla com intervalos regulares e firmemente enrolados em histonas.