TEMA 4 Diversidad metabólica.pptx

7/26/2019 TEMA 4 Diversidad metablica.pptx

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TEMA 3. DIVERSIDADMETABLICA


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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

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!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

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"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

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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

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'> 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

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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

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,+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

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'> 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

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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

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&)+/-&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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%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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%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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5

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

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=> "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

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> 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

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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
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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

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