TEMA 2.-Conceptos básicos de microbiología: Tipos de organismo celular. Procesos químicos en la célula. Metabolismo y crecimiento microbiano.

Todos los organismos tienen unas composición común, que consiste en: A.D.N. (Acido desoxiribonucléico ) A.R.N. (Acido ribonucléico ) Y Proteínas. La molécula de A.D.N es la que constituye los genes, los que a su vez contienen toda la información requerida. Para formar y controlar el organismo. “El flujo de información almacenada del A.D.N se transmite al resto de la célula por moléculas de A.R.N, las cuales dirigen la síntesis de las proteínas que , como componentes estructurales o como enzimas, dirigen y controlan muchas de las funciones del organismo.” A esto se llama El Dogma de la Biología.

Además de estos tres tipos de moléculas, los organismos realizan ciertas reacciones químicas comunes conocidas colectivamente como Metabolismo: Que se puede definir como la transformación de nutrientes en células y/o productos necesarios. El Metabolismo es la suma de todos los procesos anabólicos (anabolismo) y catabólicos (catabolismo) que ocurren en las células. El anabolismo son los procesos de Síntesis de moléculas complejas a partir de precursores simples. El catabolismo son los procesos de degradación de moléculas para liberar energía. El anabolismo y el catabolismo forman un equilibrio dinámico pero la posición exacta del estado estacionario varía con el tiempo y depende del crecimiento y del estado fisiológico del organismo.

La microbiología es el estudio de los organismos que son demasiado pequeños para verlos a simple vista (menos de 0,1nm.). TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR: Multicelulares que muestran amplias diferenciaciones: PLANTAS: semillas. Musgos Helechos. Protistas. ANIMALES: vertebrados invertebrados Multicelulares sin diferenciar o Unicelulares: Algas. Protozoarios. Hongos(levaduras). Bacterias. Virus

La estructura celular ha permitido dividir en dos tipos de células: Las PROCARIOTAS y Las EUCARIOTAS utilizándose en los procesos de Fermentación. La diferencia depende de si los cromosomas (ADN) están contenidos en un núcleo bien definido. Los procariotas contienen un solo cromosoma. Los eucariotas tienen varios. Los procariotas representan las células más pequeñas del reino protista( unicelulares ), el cual consiste en bacterias y algas verdes-azules. Son eucariotas el resto de algas, levaduras, hongos y protozoarios. En las fermentaciones industriales como hemos dicho se emplean ambas: Bacterias que son procariotas. Hongos, levaduras, células animales y células vegetales son eucariotas.

Los microorganismos se pueden clasificar por la naturaleza de las fuentes de carbono y energía que puede utilizar. Los organismos que utilizan luz como fuente de energía se denominan FOTÓTROFOS, mientras que aquellos que obtienen su energía de reacciones químicas se denominan QUIMIOTROFOS.

La clasificación puede ser: 1.-Organismos FOTOAUTOTROFO: dependen de la luz solar como energía y utilizan el CO2 como fuente de carbono. El CO2 (máximo grado de oxidación del C.) debe ser reducido al nivel de la materia celular usando donadores de electrones ( reductores, el reductor cede e- ) que pueden ser compuestos inorgánicos, tales como el H2 molecular o compuestos de azufre reducidos. Recordemos: Oxidante capta e- ( recibe e-) ; el oxidante se reduce Reductor cede e- (dona e- ); el reductor se oxida. Oxidante1 + Reductor2 Reductor1 +Oxidante2 Oxidante1 + 1 e- Reductor1 OXIDACION Reductor2 Oxidante2 + 1 e- REDUCCION La mayoría de las levaduras, hongos y organismos superiores utilizan donadores de electrones orgánicos (Reductores) y el O2 como aceptor de electrones. Las bacterias pueden usar NO3- SO4-2 ó CO3-2 como aceptor de e- en lo que se denomina respiración anaerobia. Los reductores pueden ser H2, H2S,Fe+2, NO2- NH4+

2.-Organismos FOTOHETERÓTROFO: dependen de la luz solar como energía pero utilizan cualquier compuesto orgánico como fuente de carbono. 3.-Organismos QUIMIOAUTÓTROFO dependen de varios compuestos químicos para obtener energía, pero usan solamente el CO2 como fuente de carbono. 4.-Organismos QUIMIOHETERÓTROFO dependen y obtienen su energía y las fuentes de carbono son apartir de cualquier compuesto orgánico. A nivel celular muchos microorganismos obtienen energía (ATP) para su crecimiento mediante reacciones de oxidación-reducción de la forma: Xred. + Aoxd. Xoxd. + Ared. ADP + P ATP + H2 O Adenosinadifosfato adenosinatrifosfato

Las células bacterianas se presentan como bastones, esferas, cadenas y espirales como se aprecia en :

Las células procarióticas presentan el siguiente diagrama de composición:

EUCARIOTAS: la célula eucariota está representada por plantas, animales, levaduras, algas y hongos. A pesar de la diversidad entre estas células hay muchas características comunes, sin olvidar su alto grado de complejidad interna. Las características principales para células animal y vegetal son:

Es importante conocer los PATRONES DE CRECIMIENTO debido a la pared celular rígida que estabiliza su estructura.

METABOLISMO MICROBIANO: Una vez que se proveen los nutrientes necesarios y el microorganismo, las células empiezan a crecer y/o a producir algunos metabolitos de interés. Se llama metabolismo a la transformación de los nutrientes en células y/o productos.

Las reacciones metabólicas son por lo tanto importantes y las investigaciones se pueden dirigir a su estudio, no es nuestro caso. Los aspectos energéticos de este tipo tienen tambien gran importancia.