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Microbiología de la leche y productos lácteos

El metabolismo de los microorganismos

Características de metabolismo en los microorganismos

Bajo el metabolismo (del griego metabole -. Cambio, transformación) para comprender la totalidad de las reacciones bioquímicas y las transformaciones de las sustancias que se producen en la célula microbiana para obtener energía y para promover su uso en la síntesis de sustancias orgánicas.

El término "metabolismo" combina dos procesos relacionados pero opuestas - anabolismo y catabolismo. Ellos son inherentes a todos los seres vivos y son las principales características de los seres vivos.

anabolismo (Nutrición, asimilación, constructiva o edificio, el intercambio, el metabolismo) se reduce de asimilar, es decir, la utilización de nutrientes por los microorganismos que han llegado desde el entorno externo, para la biosíntesis de los componentes (sustancias) de su propio cuerpo ... Esto se logra mediante la reducción de las reacciones endotérmicas más, para que el flujo de energía requerida.

catabolismo (Respiración, disimilación, oxidación biológica) se caracteriza por escisión (oxidación) de los compuestos orgánicos complejos de productos más simples, con la liberación de la energía contenida en ellos, que se utiliza para la síntesis microbiana de sustancias de las células. Este cambio también se llama energía.

En la mayoría de los casos, el mismo material usado en la asimilación y disimilación in. Las excepciones son los hidratos de carbono, que están sujetos a la escisión y no participan en un intercambio constructivo.

El metabolismo de los microorganismos se caracteriza por el consumo intenso de nutrientes. Por lo tanto, en condiciones favorables durante el día una sola célula de las bacterias metaboliza sustancias en tiempos 30 40-mayores que el valor de su masa.

El metabolismo de la participación de diversos productos químicos. En función de este intercambio de proteínas, hidratos de carbono, lípidos y vodnosolevoy distinguido.

Metabolismo de proteínas. degradación de las proteínas se produce antes de los primeros exoproteasas peptonoz bajo la acción de las enzimas. Posteriormente, bajo la influencia de peptonas endoproteasas escindidos a los aminoácidos que entran en la célula. Aquí, los aminoácidos pueden ser sometidos a la desaminación y descarboxilación.

Como resultado, el amoníaco formado desaminación, ceto o hidroxi ácidos, alcohol y otras sustancias.

La descarboxilación de aminoácidos ocurre durante el desarrollo de bacterias putrefactas con la formación de productos tóxicos de "venenos cadavéricos". Cuando la histidina se descarboxila, se forma histamina, ornitina - putrescina, lisina - cadaverina, tirosina - tiramina. Algunos microbios producen la enzima triptófano, bajo la influencia de la cual el aminoácido triptófano se descompone para formar indol. La presencia de formación de indol se utiliza en la identificación de microorganismos.

Junto con la escisión de reacciones que se producen las proteínas y los procedimientos para su síntesis. Para construir una proteína de las bacterias utilizan aminoácidos. Las células bacterianas satisfacer su necesidad de aminoácidos de dos maneras: algunos aminoácidos en los microorganismos obtenidos corte de la proteína de otro sintetizado a partir de compuestos de nitrógeno simples. Una propiedad importante es la capacidad de los microorganismos para sintetizar aminoácidos esenciales (metionina, triptófano, lisina). La síntesis de proteínas tiene lugar en los ribosomas celulares.

Metabolismo de proteínas está estrechamente relacionado con el metabolismo de carbohidratos. Para construir un ácido pirúvico compuestos proteicos utilizados, y los ácidos dicarboxílicos son intermediarios activos en la biosíntesis de aminoácidos.

metabolismo de carbohidratos. Los hidratos de carbono son escindidos enzimáticamente para formar glucosa y maltosa. Bajo la influencia de maltasa enzimas, sacarasa, disacáridos lactasa recibidas dentro de la célula bacteriana, se hidrolizan en monosacáridos y desintegración, que luego se fermenta con una cadena de hidratos de carbono moléculas se rompen y liberan una cantidad significativa de energía.

La descomposición microbiana de los carbohidratos se acompaña de la formación de ácidos orgánicos, que pueden descomponerse en los productos finales: CCB y H2O.
La síntesis de los hidratos de carbono se produce en los organismos fotos y mosinteticheski je. Durante la fotosíntesis, las bacterias púrpuras y verdes que contienen pigmentos de clorofila tipo de glucosa sintetizados contenidas en el aire de dióxido de carbono. Además, para el flujo de las reacciones de fusión ndotermicheskih necesitan energía de la luz.

El proceso de la fotosíntesis en bacterias (procariotas) difiere de la fotosíntesis en las plantas verdes (eucariotas). En las plantas de la fotólisis del donante de hidrógeno es el agua, por lo que el oxígeno molecular se libera.

En los procariotas, con la excepción de las algas verdeazuladas, los donantes de hidrógeno son H2S, H2, otros compuestos minerales y orgánicos, por lo tanto, el oxígeno no se forma como resultado de la fotosíntesis. El pigmento principal de la fotosíntesis en las bacterias es la bacterioclorofila, en las plantas verdes: clorofila, ubicada en los cloroplastos, cada uno de los cuales es equivalente a una célula procariota. Las bacterias cloroplasto están ausentes.

Quimiosíntesis llevar a organismos que sintetizan los carbohidratos de glucosa, que es pre-formado como resultado reacciones sacarolíticas, es decir. E. El desdoblamiento de los azúcares complejos. Para quimiosíntesis uso de la energía química liberada por la desintegración del trifosfato de adenosina trifosfórico (ATP), t. E. La energía de las reacciones químicas.

intercambio de lípidos implica monoglicéridos de hidrólisis de lípidos de succión y ácidos grasos, biosíntesis de lípidos específicos, y sus productos de degradación escisión final aislamiento.

La mayoría de los tipos de bacterias metabolizan el glicerol como los lípidos, que sirve como fuente de energía. Los microorganismos utilizados para la síntesis de sus inclusiones de lípidos que son nutrientes de reserva (material de nutrientes).

procesos principales de lípidos implementado utilizando otras enzimas lipasa y lipolíticas, firmemente unidos al citoplasma de la célula.

metabolismo de sal del agua consiste en la recepción y distribución de agua y sales minerales, así como las transformaciones que se producen con ellos.

Solo un pequeño número de elementos del sistema periódico Mendeleev requiere microorganismos en concentraciones relativamente altas: estos son diez elementos biológicos principales (macrocélulas): C, O, H, N, S, P, K, Mg, Ca, Fe. Los principales componentes de los compuestos orgánicos son los primeros cuatro elementos: los organógenos.

Se requiere azufre para la síntesis de los aminoácidos cisteína y metionina y algunas enzimas. El fósforo es parte de ácidos nucleicos, fosfolípidos, ácidos teicoicos y muchos nucleótidos. Los cuatro elementos restantes son iones metálicos utilizados como cofactores de enzimas, así como componentes de complejos metálicos.

Además de estos elementos principales necesarios diez microorganismos microelementos: Zn, Mn, Na, Cl, Mo, Se, Co, Cu, W, Ni, que están involucrados en la síntesis de enzimas que los activan.

De los diversos elementos y sus compuestos microorganismos sintetizar proteínas, nucleoproteínas, complejos glyutsidolipidnoproteidnye, ácidos nucleicos, enzimas, vitaminas y otros.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE MICROORGANISMOS

Para determinar las necesidades de nutrientes microbianos necesarios para conocer su composición química, puesto que es en cierta medida depende de los nutrientes necesarios para el crecimiento y la reproducción de los microbios.

célula microbiana consiste en agua y sólidos. El agua contenida principalmente en el citoplasma de las células. Número de que para la mayoría de las especies de bacterias van desde hasta 75 85%. En las controversias concentración de bacilos y clostridios del agua es 40 50-%. Las células jóvenes, la cantidad de agua es ligeramente menor que en el antiguo.

El agua en la célula está en el estado libre u otras partes componentes asociadas. El agua libre es el medio de dispersión para el cristal coloidal y un disolvente para la sustancia, la fuente de iones de hidrógeno e hidroxilo, y también participa en las reacciones bioquímicas.

El agua ligada es un elemento estructural del citoplasma y no puede ser un disolvente. bacterias sólidos (15 20-%) compuestas de la parte orgánica y elementos minerales. La porción orgánica del residuo seco que consiste en proteínas, hidratos de carbono, grasas y otros compuestos.

La proteína es principalmente en el citoplasma y la membrana citoplasmática nucleoide es materia seca 50-80% de la célula bacteriana. Hay simples (proteínas) y proteínas complejas (proteid). Las proteínas escindidas por hidrólisis de los aminoácidos individuales. Proteidos consisten en proteínas simples, junto con grupos no proteicos (prótesis): un ácido nucleico (nucleoproteínas, o proteínas nucleares), polisacáridos (glyukoproteidy), con las grasas y sustancias similares a la grasa (lipoproteínas).

Las proteínas de las células microbianas implicadas en la formación de las estructuras celulares llamadas proteínas estructurales. También hay proteínas redundantes que son sustancias células de repuesto. Por ejemplo, las lipoproteínas dentro de la célula pueden ser en forma de inclusiones semiliquidos consistencia y el citoplasma en la superficie de la membrana citoplasmática, forman una entrega de regulación de sustancias en la célula bacteriana. Las proteínas también se incluyen en la composición de las enzimas (enzimas).

Los carbohidratos constituyen 15-20% de materia seca y están contenidos en células microbianas principalmente en forma de polisacáridos. También incluyen alcoholes polihídricos. Los carbohidratos son parte de cápsulas, membranas celulares y citoplasma, y ​​también son sustancias de reserva en forma de inclusiones de glucógeno y una sustancia similar al almidón, la granulosa.

Grasas y sustancias similares a las grasas (lípidos y lípidos) forma 3-10% de residuo seco, se incluyen en la composición de las membranas celulares y proteger efectivamente la célula del medio externo. La pared celular del patógeno de la tuberculosis el número de lípidos puede alcanzar 20-40%, lo que hace la más alta estabilidad (entre las bacterias asporógenos) excitador a altas temperaturas. Por lo tanto, los regímenes de pasteurización de la leche consideran eficaces si proporcionan la destrucción del agente de la tuberculosis.

La grasa también puede estar contenido en el citoplasma en forma de inclusiones. lípidos bacterianos consisten en ácidos grasos libres (26-28%), grasas neutras (2,5-12,5%), compuestos de ácidos grasos y los hidratos de carbono, así como las ceras y los fosfolípidos.

Los elementos minerales (cenizas) hasta 2-14% de la masa bacteriana seca. Entre ellos, el mayor número contenía fósforo (50%), potasio (25%), y magnesio, azufre, calcio.

La composición química de las células microbianas en condiciones similares, es constante, sino que depende de las sustancias contenidas en el medio, la naturaleza de la bolsa, y otras condiciones ambientales.

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