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7/26/2019 TEMA 4 Diversidad metablica.pptx
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TEMA 3. DIVERSIDADMETABLICA
7/26/2019 TEMA 4 Diversidad metablica.pptx
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Tema 3. Diversidad
metablica
NDIC
E FototrofaFotosntesis oxignica
Fotosntesisanoxignica
o
o
AutotrofaCiclo de Calvin
Ciclo inverso del cido
ctricoVa delhidroxipropionato
o
o
o
Quimiolitotrofi
ao
o
o
o
o
Oxidacin del hidrgeno
Oxidacin de los compuestos reducidosdel a!ufreOxidacin del hierro
"itri#cacinAnamox
Fi$acin del nitrgeno
Cata%olismo de compuestosorgnicosoo
Fermentaci
n
&espiracin '
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Tema 3. Diversidad
metablica
!T!TR!A
(so de la lu! como
fuente de )
FO*O+,"*)+-
+
Conversin de la ) luminosa en )
.umica
/igmentos fotosensi%les0 clorofilas plantas2 algas 3 algunos procariotas45
%acterioclorofila %acterias4
A%sorcin de ) luminosa por las clorofilas2 conversin de ) porfotosntesis 3 formacin de ) .umica0 A*/
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Tema 3. Diversidad
metablica
"t"a#t"tr"$%
a0
/roduccin de A*/
&educcin de CO' a materialcelular
Fotosntesisoxignica0
/oder reductor es 7'O
Oxidacin de 7'O produce oxgenomolecular O' Fotosntesis
anoxignica0
/oder reductor es el a!ufre
reducido
"o se produce oxgenoAN!&I'(NICA
)bacteri"cl"r"$ila*
!&I'(NICA
)cl"r"$ila*
C-A"O8AC*)&-A+
8AC*)&-A+ V)&:)+
Poder reductor Carbono Energa
H2S CO2 ADP
hv
S0
SO42- (CH'O)n ATP
Poder reductor Carbono Energa
H'O CO2 ADP
hv hv
O2 (CH'O)n ATP
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Tema 3. Diversidad
metablica
A+T!TR!IA
/roceso mediante el cual el CO' se asimila como
fuente de car%ono>6 vas0
1>
'>
6>
Ciclo de Calvin
Ciclo inverso del cidoctrico
Via delhidroxipropionato
1> Ciclo deCalvin0
)n %acterias p?rpuras2 ciano%acterias2
algas2
plantas verdes2 ma3ora de Bacteria3 alguna
ar.ueas
&e.uiere "A: /472 A*/ 3 ' en!imasclave2
la ri%ulosa@difosfato@car%oxilasa&u%isCO4 3 la
fosforri%ulocinasa
)s un proceso .ue consume ) 3convierte
o
o
o
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Tema 3. Diversidad
metablica
'> Ciclo inverso del cido
ctrico0o
o
)n %acterias verdes del a!ufre Chlorobaculum 3 Chlorobium, 3 en ar.ueas
' en!imas unidas a la ferredoxina catali!an la #$acin reductora del CO' en
intermediarios del ciclo del cido ctricoFerredoxina es un donador de e@o
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Tema 3. Diversidad
metablica
6> Via del
hidroxipropionato0o )n %acteria verde no del a!ufre Chlorofexus fottrofo anoxignico ms primitivo4 3
algunas
ar.ueas hiperterm#las
+e cree .ue pudo ser el primer intento de autotrofa
' molculas de CO' se reducen a glioxilato
)l hidroxipropionato 6 car%onos4 es un intermediario clave
o
o
o
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Tema 3. Diversidad
metablica
,+IMI!LIT!TR!
A O%tienen ) de la oxidacin de compuestos
inorgnicosFuentes de donadores inorgnicos de
e@0
Actividad volcnica compuestos reducidos de
a!ufre4
9a%ores agrcolas 3 de minera2 com%ustinde
com%usti%les fsiles2 residuos industrialescompuestosnitrogenados 3 de hierro4/roduccin %iolgica de 7'+2 7' 3 "76
;ran xito ecolgico de%ido a la
a%undancia
de donadores inorgnicos de e@ /rincipales
reacciones01>
'>
Oxidacin del hidrgeno
Oxidacin de los compuestosreducidosdel a!ufreOxidacin del hierro"itrificacinAnamox
6>
=>>
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Tema 3. Diversidad
metablica1> Oxidacin del
hidrgeno0o
o
o
8acterias aero%ias oxidadoras de 7'
9a reaccin glo%al - / 0 !-! es mu3 exergnica por lo .ue sirvepara sinteti!ar AT1
Catali!ada por la en!ima hidrogenasa> Algunas %acterias tienen '0 unaen la mem%rana participa en la energtica4 3 otra citoplasmticaasimila 7' 3 reduce "A: a "A:74
9os electrones del 7' se trans#eren a una .uinona 3 desde all pasan atravs de citocromos hasta #nalmente reducir el O' a agua
8acterias del 7'#$an CO
'mediante ciclo de Calvin
/ero si ha3 compuestos orgnicos se reprime el ciclo de Calvin 3 los usandirectamente .uimiorgantrofos4> Cam%ian su meta%olismo seg?n lacantidad de compuestos orgnicos 3 7' en su h%itat>
o
o
o
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Tema 3. Diversidad
metablica
'> Oxidacin de los compuestos reducidos del
a!ufre0o
o
Compuestos reducidos del a!ufre como donadores de e@ en las %acterias incoloras del
a!ufre
Compuestos ms frecuentes0 sulfuro de hidrgeno 7'+42 a!ufre elemental+G4 3 tiosulfato
+'O6 4
)l producto #nal es el sulfato +O= 46 vas0
'@
'@o
o
)l sustrato de partida se oxida a sulfito +O6'@4
3luego a sulfato mediante la en!imasulfito@oxidasa
se forma A*/4
)l sustrato de partida se oxida a sulfito+O6'@4 3 luego a sulfato mediante la
inversin de la actividad de la
adenosina@fosfosulfato@reductasaproduce A:/4
+ox0 oxida directamente a sulfato sin
intermediarios
9)C*(&A )" ;&(/O0 H-"O;&A:+IJ J 9AQ(-K-O9-*OA(*O*&OF,A
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Tema 3. Diversidad
metablica
6> Oxidacin del
hierroOxidacin aero%ia del hierro a partir del estado ferroso Fe'4 al frrico Fe64
)l hierro frrico Fe64 forma hidrxido frrico LFeO7464M insolu%le2 .ue
precipita en el agua>A p7 neutro el hierro ferroso Fe'4 se oxida rpida 3 espontneamente afrrico Fe64Condiciones anxicas0 Fe' es esta%le
A p7 cido Fe' es esta%le en condiciones oxignicas
o
o
o
o
o
Ma2"r%a de las bacterias #e "4ida5 6ierr" s"5
acid$ilas estrictas
8AC*)&-A+ FO*N*&OFA+ V)&:)+Acidithiobacillus9)C*(&A )" ;&(/O0 :rena$e cido
C!NDICI!NES AN&ICAS
Fe' donador de e@ para reduccindel
CO'
FO*O+,"*)+-+ A"OP-;"-CA
C!NDICI!NES !&I'(NICAS
p7 AC-:O
2 e2!! O2! 2 H! 2 e"! ! H2O
p7 ")(*&O
e(OH)"
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CATABOLISMO DE COMPUESTOS ORGNICOS
Compuestos orgnicos como donadores de e-
2 mecanismos de catabolismo son la fermentacin y la respiracinRespiracin:
aceptores exgenos de(oxgeno molecular u otroaceptor)
e-
A! se produce a expensas
de la "uer#a motri# deprotones de la membrana(fosforiacin o!i"ati#a)
#e$%&rac&'n anaerob&a
e-Aceptor
de O 22-Inorgnico
exgeno
e-Donador de
orgn&co$%& ' e ' %* ' C%&
-&+ 2-
O2#e$%&rac&'n aerob&a
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Tema 3. Diversidad
metablica
&)+/-&AC-N
"
/roduce ms ) .ue la fermentacin
&espiracin aero%ia0 O' es elaceptor de e@
&espiracin anaero%ia0 aceptores distintos al O' nitratos2 hierro frrico2
sulfatos2
car%onatosR4> 9i%eran menos ) .ue la aero%ia>
Respiracin anaero$ia
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CATABOLISMO DE COMPUESTOS ORGNICOS
%ermentacin:
Aceptores endgenos de e-
A! se produce mediante fosforiacin a ni#e "e s&strato
(A! se "orma durante los pasos del catabolismo de un compuesto orgnico)
e-Donador de
orgn&co
er*entac&'n
Aceptor de e-
orgnicoendgeno
Anaero%ia
9a sustancia fermentada act?a como donador3 aceptor de
e@
Kuchas fermentaciones diferentes .ue se clasifican
seg?n el
sustrato fermentado o por los productos de
fermentacin
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CATABOLISMO DE COMPUESTOS ORGNICOS
%ermentacin:
%xidacin ,$C%!./A
e obtiene menos / 0ue con oxidacin total
2 A! &1 A!
$o ay %2
A#3carcido lctico' etanol' cido ac4tico
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6luclisis 7
./C89A /$
698!%:/9/$AC,$!%9 ./;A
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-"m"7ERMENTATIVA 8 sl" se 9e5era #5 :r"d#ct" de la$erme5taci5
7omo@9SC*-CA 9AC*A*O A9CO7N9-CA )*A"O9 8(*,&-CA 8(*-&A*O CO' AC)*O;"-CA AC)*A*O
-eter"7ERMENTATIVA 8 se 9e5era m;s de #5 :r"d#ct"
di$ere5te 7etero@9SC*-CA 9AC*A*O )*A"O9 CO' va
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1'
Tema 3. Diversidad
metablica
=> "itrificaci
n Oxidacin de compuestos nitrogenados inorgnicos2 amonio "7=4 3 nitrito "O' 4 anitrato
"O6 4
8acterias nitrosi#cantes oxidan amonio a nitrito
8acterias nitri#cantes oxidan nitrito a nitrato
@o
@
o
o
+H4! ",2 O2 +O2
- ! +O"- O2
o Funciones ecolgicasclaves0
Convierten amonio en nitrato nutriente para plantas4
*ratamiento de aguas residuales retiran amoniaco txico4
9agos0 convierten amonio en nitrato utili!a%le por algas 3ciano%acterias4
Nitrosomonas Nitrobacter
T 3 Di id d
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Tema 3. Diversidad
metablica
> Anamox
o Oxidacin anxica del amonio
o Amonio se oxida con el nitrito2 como aceptor de e@2 para producirnitrgeno gaseoso
/rimer organismo anamox descu%ierto2Brocadia anammoxidans2 es una%acteria del #lum
planctomicetos:
%acterias poco comunes sin peptidoglicano 3
con compartimentos rodeados demem%ranas dentro de la clula
Anamoxosoma0 compartimento dentro de la
clula
donde se producen las reacciones de
anamox
+H4! ! +O2
- +2 ! 2H2O
o
T 3 Di id d
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Tema 3. Diversidad
metablica
I
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:esnitri#cacin
9a des5itri=caci5es un proceso meta%lico.ue usa elnitratocomo aceptor terminal de electronesencondiciones anxicasausencia de oxgeno4principalmente> )l proceso de reduccinde nitratos hastanitrgeno gasocurre en etapas sucesivas2 catali!adasporsistemas en!imticosdiferentes2 apareciendo comoproductos intermedios nitritos2 xido ntrico3xido nitroso> 9a reali!an exclusivamente ciertosmicroorganismos2 entre los .ue destacanAlcaligenes2Paracoccus2 Pseudomonas2 Thiobacillus2 Rhizobium2
Thiosphaera2 entre otros>"O6@U "O'@U "O U "'O U "'
Tema 3 Diversidad
https://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitratohttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Anoxiahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno_(molecular)https://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno_gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Enzimahttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitritohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_n%C3%ADtricohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_nitrosohttps://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismohttps://es.wikipedia.org/wiki/Alcaligeneshttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Paracoccus&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Pseudomonashttps://es.wikipedia.org/wiki/Thiobacillushttps://es.wikipedia.org/wiki/Rhizobiumhttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Thiosphaera&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Thiosphaera&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Rhizobiumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Thiobacillushttps://es.wikipedia.org/wiki/Pseudomonashttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Paracoccus&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Alcaligeneshttps://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_nitrosohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_n%C3%ADtricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitritohttps://es.wikipedia.org/wiki/Enzimahttps://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno_gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno_(molecular)https://es.wikipedia.org/wiki/Anoxiahttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitratohttps://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo7/26/2019 TEMA 4 Diversidad metablica.pptx
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Tema 3. Diversidad
metablica
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CATABOLISMO DE COMPUESTOS ORGNICOS
Compuestos orgnicos como donadores de e-
2 mecanismos de catabolismo son la fermentacin y la respiracin
F)&K)"*AC-N"
&)+/-&AC-N"
CA*A8O9-+KO :)COK/()+*O+donador de e@4
LIBERACINE)e4er95ica*
SNTESISAT1
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