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Aula 2 - Nutrição, metabolismo e crescimento bacteriano

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19/03/2015 
1 
FONTES NUTRICIONAIS 
 FONTES DE CARBONO: 
 Maioria das bactérias são heterotróficas 
 Fontes orgânicas de Carbono: glicose, aa, 
lipídios, etc. 
 
 FONTES DE NITROGÊNIO: 
 Maioria utiliza compostos inorgânicos de N 
 Fontes inorg. de N: sais de amônio e nitratos. 
 Adição de aa ou hidrolisados de proteínas 
favorecem o crescimento bacteriano. 
 Íons inorgânicos essenciais: 
 Macronutrientes: P (fosfatos), S, K, Mg, Fe 
 Micronutrientes: Cu, Zn, Co, Mn, Mb, Na, etc. 
 
 Fatores de Crescimento: (bactérias exigentes nutricionalmente) 
 Componentes orgânicos indispensáveis a um 
determinado microrganismo. 
 Vitaminas, aa, nucleotídeos e ácidos graxos 
 Variam conforme o gênero e espécie de 
bactéria. 
FONTES NUTRICIONAIS 
FATORES ENVOLVIDOS NO 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
 Oxigênio atmosférico: 
 receptor final de íons H nos processos de 
respiração aeróbia. 
 Classificação quanto a utilização do oxigênio: 
 Aeróbias 
 Microaerófilas 
 Anaeróbias estritas e não estritas 
(aerotolerante) 
 Facultativas 
19/03/2015 
2 
FATORES ENVOLVIDOS NO 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
 Temperatura: 
 Psicrófilas: 0 – 180C. 
 Mesófilas: 25 - 400C. 
 Termófilas: 50 - 800C 
 
 Concentração Hidrogeniônica (pH) 
 Valores em torno de 7,0 
 
 Pressão osmótica 
 
FATORES ENVOLVIDOS NO 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
METABOLISMO 
BACTERIANO 
CONCEITOS 
 METABOLISMO: 
 Atividades químicas com produção e utilização 
de energia 
 CATABOLISMO: 
 Quebra de substratos em energia utilizável 
 
ANABOLISMO: 
 Uso de energia para síntese de componentes 
 
Requerimentos de energia pela bactéria 
Sistema de 
armazenamento 
e transferência 
de E 
Componentes celulares 
como proteínas (enzimas), 
DNA, RNA, carboidratos, 
lipídeos, etc. 
Produtos da degradação 
servem como unidades 
para a produção de 
compostos celulares 
Síntese 
 
Compostos e 
estruturas 
Degradação 
Quebra de 
substratos ou 
nutrientes 
E liberada E requerida 
Crescimento celular, 
reprodução, manutenção 
e movimento 
 Fermentação 
 
 Respiração (aeróbia e anaeróbia) 
 
Geração de ATP pelas bactérias 
Síntese de ATP acoplada 
a reações de óxido-redução 
Ausência de aceptores 
exógenos de elétrons 
O2 ou outro composto como 
aceptor exógeno de elétrons 
Menos E 
Mais E 
Oxidação = perda de e- (liberam energia) 
 
Redução = ganho de e- (requerem energia) 
19/03/2015 
3 
RESPIRAÇÃO 
 Na Respiração atuam aceptores externos de elétrons 
(fosforilação oxidativa) 
 Podendo ser: 
 a) Aeróbia: o aceptor externo é o oxigênio 
 b) Anaeróbia: aceptores diferentes do oxigênio (nitrato, sulfato, 
carbonato, ...) 
 
Respiração aeróbia 
 É o procedimento mais comum às células e compreende 3 etapas: 
1) Piruvato (glicólise quando o substrato é a glicose) 
2) Ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) 
3) Cadeia respiratória 
Metabolismo da Glicose 
1ª etapa: Via de 
Embden-Meyehorf-
Parnas (Glicólise): 
 Conversão da glicose 
em piruvato (1:2) 
 Ocorre tanto em 
condições aeróbias 
como anaeróbias 
 Resultado energético: 
2 ATP 
 
Além do papel-chave nas reações 
catabólicas, é importante nas reações 
biossintéticas; 
Os intermediários são desviados para 
vias biossintéticas quando 
necessário: 
Exemplos: 
Oxalacetato: precursor de 
aminoácidos 
Succinil-CoA: formação de 
citocromos 
Acetil-CoA: biossíntese de ácidos 
graxos 
2ª etapa: Ciclo de Krebs 
3ª etapa: Cadeia respiratória (sistema de transporte de 
elétrons) 
 
 
 
Ocorre ao nível membrana 
citoplasmática; 
Os prótons e elétrons recolhidos na 
glicólise pelo NAD e no Ciclo de 
Krebs pelo NAD e FAD são 
transportados ao longo de uma 
cadeia de citocromos em níveis 
sucessivamente mais baixos de 
energia de modo que seja melhor 
aproveitada na formação de ATP. 
Síntese da respiração aeróbia 
• Reações de oxidação e 
redução em presença de 
um aceptor de elétrons 
externo, o O2 
• A molécula inteira do 
substrato é oxidada até CO2 
• Alto potencial de energia 
• Grande quantidade de ATP 
pode ser gerada: 
teoricamente até 38 ATPs 
Produção de ATP: 
Na cadeia respiratória: 
4 NADH formados na glicólise geram ---------------12 ATP 
6 NADH formados no ciclo de Krebs geram --------18 ATP 
2 FADH formados no ciclo de Krebs geram -----------4 ATP 
Formação direta na Glicólise --------------------------2 ATP 
Formação direta no Ciclo de Krebs ------------------ 2 GTP 
Total de até ---------------------------------------------------38 ATP 
 Respiração anaeróbia 
 É uma variação alternativa da respiração aeróbia, 
onde o aceptor de elétrons não é o oxigênio, mas 
outros compostos orgânicos ou inorgânicos; 
• O uso de aceptores alternativos permitem os micro-
organismos respirarem em ambientes sem oxigênio; 
• Uma implicação é o rendimento energético inferior; 
19/03/2015 
4 
 A fosforilação ao 
nível do substrato é o 
principal meio de 
produção de energia 
 Piruvato é convertido 
a vários produtos 
finais (utilizados como 
aceptores finais de 
elétrons) 
Fermentação 
Produção líquida de 
apenas 2 ATP. 
 Fermentação homoláctica: ácido lático 
 Fermentação heteroláctica: acetaldeído e etanol 
 Fermentação ácido mista: ácido acético, etanol, 
ácido fórmico 
 Fermentação butanodiólica: butanodiol 
 Fermentação ácido butírica: ácido butírico 
 Fermentação ácido propiônica: propionato 
Vias metabólicas fermentativas 
Biossíntese 
 Energia para síntese de 
compostos celulares: 
ácidos nucleicos (DNA, 
RNA), substâncias 
nitrogenadas (aa, 
enzimas, proteínas), 
carboidratos 
(peptidoglicano), 
lipídeos, etc. 
 ATP para processos 
como divisão celular, 
mobilidade, transporte 
ativo de nutrientes, etc. 
Utilização de energia 
Biossíntese de Compostos Nitrogenados 
N2 N inorgânico (NH3
+) 
Aminoácidos 
Arranjo de aminoácidos 
Proteínas/enzimas Purinas e pirimidinas 
Nucleotídeos 
Ácidos nucleicos (DNA, RNA) 
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5 
Biossíntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos Biossíntese de carboidratos 
Triose 
Pentoses e hexoses 
Nucleotídeos Polissacarídeos 
(peptidoglicano, 
celulose, amido, etc.) 
CO2 
RNA e DNA 
Biossíntese de ácidos graxos 
Ácido pirúvico 
Acetil CoA e Malonil CoA 
Ácidos graxos de cadeia longa 
Glicose 
Fosfolipídios 
Glicólise 
Glicerol fosfato 
REPRODUÇÃO E CRESCIMENTO 
BACTERIANO 
 Multiplicação resulta na produção de 2 células 
filhas equivalentes 
 Cada duplicação representa uma nova geração 
 Tempo de geração é dependente da espécie 
bacteriana 
 Crescimento bacteriano segue uma progressão 
geométrica de razão 2 
 Reprodução é assexuada (fissão binária) 
Di
vis
ão
 ce
lu
lar
 
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6 
Curva de crescimento bacteriano 
Características das Fases de 
Crescimento 
 Fase LAG: 
 Ajuste fisiológico. Síntese de enzimas, cofatores 
e metabólitos intermediários essenciais. 
 Fase LOG (Exponencial): 
 Crescimento e divisão celular (máxima e 
constante) 
 Influenciada pela temperatura, fontes de 
carbono, nutrientes, oxigênio, pH, potencial 
redox, natureza do microrganismo 
 Término desta fase é determinado por: limitação 
de nutrientes, acúmulo de metabólitos tóxicos e 
ausência de oxigênio 
 
Características das Fases de 
Crescimento 
 Fase Estacionária: 
 Número de células viáveis atinge valor máximo. 
 Células novas = células que morrem 
 Há carência de nutrientes 
 Fase de Declínio (Morte) 
 Lise e morte celular.

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