Metabolismo bacteriano

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Metabolismo bacteriano 
 
O termo metabolismo se refere a todas as reações 
químicas que ocorrem nas células vivas. Essas 
reações são catalisadas por enzimas e têm como 
objetivo a produção de novas estruturas ou de 
energia. 
 
As enzimas são catalisadores biológicos que 
diminuem a energia de ativação de uma reação, 
aumentando, assim, sua velocidade. Não são 
consumidas ou transformadas, nem afetam o 
equilíbrio da reação. 
 
A atividade enzimática é influenciada por temperatura, pH e concentração de substrato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte de energia microbiana 
 
A energia microbiana (produção de ATP) pode ser gerada a partir de compostos químicos 
(quimiotrofia) da luz (fototrofia). Os organismos que obtêm energia a partir de compostos químicos 
podem ser classificados como quimiorganotróficos, cuja fonte de equivalentes redutores (elétrons) 
são compostos orgânicos, ou quimiolitotróficos, com fonte inorgânica de equivalentes redutores. 
Quanto à fonte de carbono, os organismos fototróficos podem ser classificados como fotoautotróficos 
(CO 2 como fonte) e fotoheterotróficos (compostos orgânicos como fonte). 
 
Observação: O aceptor final de elétrons dos quimiotróficos pode ser ou não o O 2 ; caso não, esse 
aceptor pode ser um composto orgânico ou inorgânico. 
 
Quimiorganotróficos: Sua produção de energia pode ser aeróbia (no caso de fungos e várias 
bactérias, como a E. coli ), anaeróbia ou por meio da fermentação. Esses organismos oxidam 
carboidratos como fonte primária de energia, principalmente glicose. 
 
Na fermentação , não há aceptores finais de elétrons. O ATP é produzido por fosforilação em nível de 
substrato (catabolismo do produto orgânico). Após a glicose ser quebrada em ácido pirúvico, na 
glicólise, o piruvato é convertido em um produto orgânico por meio da fermentação (sem cadeia 
transportadora nem ciclo do ácido cítrico). 
 
1. Fermentação láctica: Produto final ácido láctico. Sua desvantagem é a deterioração de 
alimentos e sua vantagem é a produção de certos alimentos. 
 
2. Fermentação alcoólica: Produto final CO 2 e álcool. Suas vantagens são a produção de 
bebidas alcoólicas (etanol) e produção de pães (CO 2 liberado é responsável pelo crescimento 
da massa). 
 
Na respiração aeróbica , a produção do ATP se dá por fosforilação oxidativa (força próton motiva). O 
substrato químico orgânico é oxidado a CO 2 pelas vias metabólicas centrais. O oxigênio é o aceptor 
final de elétrons. 
 
Na respiração anaeróbica , a produção do ATP também se dá por fosforilação oxidativa (força próton 
motiva). A oxidação do substrato químico a CO 2 também se dá pelas vias metabólicas centrais. Nesse 
caso, o oxigênio não é aceptor final de elétrons — os aceptores são outros compostos. 
 
Procariotos não apresentam mitocôndrias, portanto, a cadeia transportadora ocorre na membrana 
plasmática da célula bacteriana. 
 
Observação: Ver matéria de bioquímica. 
 
Quimiolitotróficos: Obtenção de energia a partir de compostos inorgânicos. Esses rganismos estão 
associados a mineração, agricultura e queima de combustíveis fósseis. 
 
1. Bactérias nitrificantes: Utilizam doadores inorgânicos de elétrons (NH 3 ) como fonte de 
energia. Muito presentes no solo, na água e em locais de abundância de amônia. 
 
2. Bactérias oxidadoras de enxofre: Compostos de enxofre reduzido como fonte de energia. 
Vivem em pH neutro e ácido. Apresentam grande capacidade de oxidar ferro. Presentes em 
esgotos, sedimentos com algas em decomposição, camadas de lodos ativados e fontes 
sulfurosas. 
 
Química e nutrição celular crescimento de microorganismo 
 
Macronutrientes: (grande quantidade) 
 
1. Carbono: Hidrocarbonetos, aminoácidos, lipídeos e CO 2 . 
 
2. Nitrogênio: Nitrato e amônia (inorgânicos), aminoácidos e bases nitrogenadas (orgânicos) 
 
3. Oxigênio: No experimento representado ao lado, é possível 
observar a interação de diferentes microorganismos com o 
oxigênio (zona óxica) 
 
a) aeróbios 
b) anaeróbios 
c) aeróbios facultativos 
d) microrganismos microaerófilos 
e) anaeróbios aerotolerantes 
 
 
 
 
 
 
Micronutrientes: (quantidades traços) 
 
O ferro atua nas reações de transporte de elétrons. Micronutrientes são fatores de crescimento 
(vitaminas, aminoácidos, purinas e pirimidinas). 
 
Fatores físicos de crescimento 
 
1. Temperatura: 
Abaixar a temperatura diminui o 
metabolismo microbiano da maioria dos 
organismos. A chamada zona de perigo 
engloba as temperaturas 15°C até 50°C; 
nessa faixa de temperatura há rápido 
crescimento de bactérias, que podem 
produzir toxinas e contaminar alimentos. 
Pouco acima dos 50°C o crescimento 
microbiano é lento e acima dos 60°C a 
maioria dos micróbios são destruídos 
 
2. Pressão osmótica: A adição de sais ou outros solutos resulta no aumento da pressão 
osmótica, o que inibe o crescimento microbiano. Portanto, é uma prática indicada para a 
conservação de alimentos 
 
3. pH : A maioria das bactérias cresce em pH próximo à neutralidade. O pH ideal para o 
crescimento de fungos e leveduras geralmente é menor que o ideal para o crescimento 
bacteriano. 
 
Biofilmes 
 
Um biofilme é um agregado de bactérias aderidas a uma superfície. Essas bactérias agregadas 
coordenam sua atividade metabólica (quorum sensing) de modo que todas as populações bacterianas 
presentes sejam beneficiadas (sintrofismo). 
 
Meios de cultura 
 
(um meio de cultura é uma s olução nutriente utilizada para promover o crescimento de 
microrganismos) 
 
1. Quimicamente definidos: Composição química exata (orgânicos ou inorgânicos). 
 
2. Complexos: Composição de produto microbiano, animais ou vegetais (caseína, extrato de 
carne, extrato de levedura). 
 
3. Enriquecidos: Utilizados na cultura de organismos fastidiosos (nutricionalmente exigentes). 
Suplementado com adicionais nutricionais. 
 
4. Seletivos : São adicionados compostos para inibir o crescimento de microorganismos que não 
o de interesse. 
 
5. Diferenciais: Um indicador (corante) revela, por mudança de coloraçã,o se uma reação 
metabólica em particular ocorreu durante o crescimento. 
 
Observação I: Para o cultivo de microorganismos anaeróbicos (O 2 prejudica seu crescimento), 
podem ser usadas jarras de anaerobiose. Além disso, câmaras deanaerobiose são utilizadas para a 
manipulação desses microorganismos. 
 
Observação II: (estriamento por esgotamento) 
 
 
Observação III: Em líquidos, a presença do microorganismo é identificada pela turbidez. 
 
Divisão de fissão binária 
 
Na divisão bacteriana, proteínas se organizam (MnCD e MnE) para 
que a célula se divida em duas. O crescimento bacteriano é 
exponencial. O tempo de geração em bactérias é muito mais rápido 
que em eucariotos; em média 20 minutos para que uma célula se 
divida. 
 
 
Curva de crescimento bacteriano 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quantificação 
 
1. Contagem direta (Petroff-Hausser) 
 
2. Turbidimetria 
 
 
3. Filtração 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Contagem de celular viáveis: 
 
 
 
5. Diluição seriada: