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22.3: Metabolismo procariótico - Biología

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Habilidades para desarrollar

  • Identificar los macronutrientes que necesitan los procariotas y explicar su importancia.
  • Describir las formas en que los procariotas obtienen energía y carbono para los procesos vitales.
  • Describir las funciones de los procariotas en los ciclos del carbono y el nitrógeno.

Los procariotas son organismos metabólicamente diversos. Los procariotas han podido vivir en todos los entornos utilizando todas las fuentes de energía y carbono disponibles. Los procariotas llenan muchos nichos en la Tierra, incluida la participación en ciclos de nutrientes como los ciclos del nitrógeno y el carbono, la descomposición de organismos muertos y la prosperidad dentro de los organismos vivos, incluidos los humanos. La amplia gama de entornos que ocupan los procariotas es posible porque tienen diversos procesos metabólicos.

Necesidades de los procariotas

Los diversos entornos y ecosistemas de la Tierra tienen una amplia gama de condiciones en términos de temperatura, nutrientes disponibles, acidez, salinidad y fuentes de energía. Los procariotas están muy bien equipados para ganarse la vida con una amplia gama de nutrientes y condiciones. Para vivir, los procariotas necesitan una fuente de energía, una fuente de carbono y algunos nutrientes adicionales.

Macronutrientes

Las células son esencialmente un ensamblaje bien organizado de macromoléculas y agua. Recuerde que las macromoléculas se producen mediante la polimerización de unidades más pequeñas llamadas monómeros. Para que las células construyan todas las moléculas necesarias para sustentar la vida, necesitan ciertas sustancias, denominadas colectivamente nutrientes. Cuando los procariotas crecen en la naturaleza, obtienen sus nutrientes del medio ambiente. Los nutrientes que se requieren en grandes cantidades se denominan macronutrientes, mientras que los que se necesitan en cantidades más pequeñas o trazas se denominan micronutrientes. Solo unos pocos elementos se consideran macronutrientes: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. (Un mnemónico para recordar estos elementos es el acrónimo CHONPS.)

¿Por qué se necesitan estos macronutrientes en grandes cantidades? Son los componentes de los compuestos orgánicos de las células, incluida el agua. El carbono es el elemento principal en todas las macromoléculas: carbohidratos, proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y muchos otros compuestos. El carbono representa aproximadamente el 50 por ciento de la composición de la célula. El nitrógeno representa el 12 por ciento del peso seco total de una célula típica y es un componente de proteínas, ácidos nucleicos y otros componentes celulares. La mayor parte del nitrógeno disponible en la naturaleza es nitrógeno atmosférico (N2) u otra forma inorgánica. Diatómico (N2) el nitrógeno, sin embargo, sólo puede convertirse en una forma orgánica mediante determinados organismos, denominados organismos fijadores de nitrógeno. Tanto el hidrógeno como el oxígeno forman parte de muchos compuestos orgánicos y del agua. Todos los organismos necesitan fósforo para la síntesis de nucleótidos y fosfolípidos. El azufre es parte de la estructura de algunos aminoácidos como la cisteína y la metionina, y también está presente en varias vitaminas y coenzimas. Otros macronutrientes importantes son el potasio (K), magnesio (Mg), calcio (Ca) y sodio (Na). Aunque estos elementos se requieren en cantidades más pequeñas, son muy importantes para la estructura y función de la célula procariota.

Micronutrientes

Además de estos macronutrientes, los procariotas requieren varios elementos metálicos en pequeñas cantidades. Estos se conocen como micronutrientes o oligoelementos. Por ejemplo, el hierro es necesario para la función de los citocromos implicados en las reacciones de transporte de electrones. Algunos procariotas requieren otros elementos, como boro (B), cromo (Cr) y manganeso (Mn), principalmente como cofactores enzimáticos.

Las formas en que los procariotas obtienen energía

Los procariotas pueden usar diferentes fuentes de energía para ensamblar macromoléculas a partir de moléculas más pequeñas. Los fotótrofos (u organismos fotótrofos) obtienen su energía de la luz solar. Los quimiotrofos (u organismos quimiosintéticos) obtienen su energía de compuestos químicos. Los quimiótrofos que pueden utilizar compuestos orgánicos como fuentes de energía se denominan quimioorganótrofos. Aquellos que también pueden utilizar compuestos inorgánicos como fuentes de energía se denominan quimiolitotrofos.

Las formas en que los procariotas obtienen carbono

Los procariotas no solo pueden usar diferentes fuentes de energía, sino también diferentes fuentes de compuestos de carbono. Recuerde que los organismos que son capaces de fijar carbono inorgánico se denominan autótrofos. Los procariotas autótrofos sintetizan moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono. Por el contrario, los procariotas heterótrofos obtienen carbono a partir de compuestos orgánicos. Para hacer la imagen más compleja, se pueden combinar los términos que describen cómo los procariotas obtienen energía y carbono. Por lo tanto, los fotoautótrofos utilizan energía de la luz solar y carbono del dióxido de carbono y el agua, mientras que los quimioheterótrofos obtienen energía y carbono de una fuente química orgánica. Los quimiolitoautótrofos obtienen su energía de compuestos inorgánicos y construyen sus moléculas complejas a partir del dióxido de carbono. La tabla ( PageIndex {1} ) resume las fuentes de carbono y energía en procariotas.

Tabla ( PageIndex {1} ): Fuentes de carbono y energía en procariotas
Fuentes de energiaFuentes de Carbono
LuzProductos quimicosDióxido de carbonoCompuestos orgánicos
FotótrofosQuimiotrofosAutótrofosHeterótrofos
Químicos orgánicosProductos químicos inorgánicos
QuimioorganótrofosQuimiolitotrofos

Papel de los procariotas en los ecosistemas

Los procariotas son ubicuos: no hay nicho o ecosistema en el que no estén presentes. Los procariotas juegan muchos roles en los entornos que ocupan. El papel que desempeñan en los ciclos del carbono y el nitrógeno son vitales para la vida en la Tierra.

Procariotas y el ciclo del carbono

El carbono es uno de los macronutrientes más importantes y los procariotas juegan un papel importante en el ciclo del carbono (Figura ( PageIndex {1} )). El carbono circula a través de los principales reservorios de la Tierra: tierra, atmósfera, ambientes acuáticos, sedimentos y rocas, y biomasa. El movimiento del carbono se realiza a través del dióxido de carbono, que es eliminado de la atmósfera por las plantas terrestres y los procariotas marinos, y regresa a la atmósfera a través de la respiración de organismos quimioorganotróficos, incluidos los procariotas, hongos y animales. Aunque el depósito de carbono más grande en los ecosistemas terrestres se encuentra en rocas y sedimentos, ese carbono no está fácilmente disponible.

Una gran cantidad de carbono disponible se encuentra en las plantas terrestres. Las plantas, que son productoras, utilizan dióxido de carbono del aire para sintetizar compuestos de carbono. En relación con esto, una fuente muy importante de compuestos de carbono es el humus, que es una mezcla de materiales orgánicos de plantas muertas y procariotas que han resistido la descomposición. Los consumidores, como los animales, utilizan compuestos orgánicos generados por los productores y liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Luego, las bacterias y los hongos, denominados colectivamente descomponedores, llevan a cabo la descomposición de plantas y animales y sus compuestos orgánicos. El contribuyente más importante de dióxido de carbono a la atmósfera es la descomposición microbiana de material muerto (animales muertos, plantas y humus) que se someten a respiración.

En ambientes acuosos y sus sedimentos anóxicos, se está produciendo otro ciclo del carbono. En este caso, el ciclo se basa en compuestos de un carbono. En sedimentos anóxicos, los procariotas, principalmente arqueas, producen metano (CH4). Este metano se mueve hacia la zona por encima del sedimento, que es más rico en oxígeno y soporta bacterias llamadas oxidantes de metano que oxidan el metano en dióxido de carbono, que luego regresa a la atmósfera.

Procariotas y el ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es un elemento muy importante para la vida porque forma parte de las proteínas y los ácidos nucleicos. Es un macronutriente y, en la naturaleza, se recicla de compuestos orgánicos a amoníaco, iones de amonio, nitrato, nitrito y gas nitrógeno mediante innumerables procesos, muchos de los cuales son llevados a cabo solo por procariotas. Como se ilustra en la Figura ( PageIndex {2} ), los procariotas son clave para el ciclo del nitrógeno. La mayor reserva de nitrógeno disponible en el ecosistema terrestre es el nitrógeno gaseoso del aire, pero este nitrógeno no lo pueden utilizar las plantas, que son los principales productores. El nitrógeno gaseoso se transforma o "fija" en formas más fácilmente disponibles, como el amoníaco, mediante el proceso de fijación de nitrógeno. Las plantas pueden usar amoníaco o convertirlo en otras formas.

Otra fuente de amoníaco es la amonificación, el proceso mediante el cual se libera amoníaco durante la descomposición de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno. Sin embargo, el amoníaco liberado a la atmósfera representa sólo el 15 por ciento del nitrógeno total liberado; el resto es como N2 y N2El amoníaco es catabolizado anaeróbicamente por algunos procariotas, produciendo N2 como producto final. La nitrificación es la conversión de amonio en nitrito y nitrato. La nitrificación en suelos es realizada por bacterias pertenecientes al género Nitrosomas, Nitrobacter, y Nitrospira. La bacteria realiza el proceso inverso, la reducción de nitrato de los suelos a compuestos gaseosos como el N2O, NO y N2, un proceso llamado desnitrificación.

Conexión de arte

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el ciclo del nitrógeno es falsa?

  1. Las bacterias fijadoras de nitrógeno existen en los nódulos de las raíces de las leguminosas y en el suelo.
  2. Las bacterias desnitrificantes convierten los nitratos ( (NO_3 ^ - )) en gas nitrógeno ( (N_2 )).
  3. La amonificación es el proceso mediante el cual se libera ión amonio ( (NH_4 ^ + )) de los compuestos orgánicos en descomposición.
  4. La nitrificación es el proceso mediante el cual los nitritos ( (NO_2 ^ - )) se convierten en iones de amonio ( (NH_4 ^ + )).

Resumen

Los procariotas son los organismos metabólicamente más diversos; florecen en muchos entornos diferentes con diversas fuentes de energía y carbono de carbono, temperatura, pH, presión y disponibilidad de agua variables. Los nutrientes que se necesitan en grandes cantidades se denominan macronutrientes, mientras que los que se necesitan en cantidades mínimas se denominan micronutrientes o oligoelementos. Los macronutrientes incluyen C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca y Na. Además de estos macronutrientes, los procariotas requieren varios elementos metálicos para el crecimiento y la función enzimática. Los procariotas utilizan diferentes fuentes de energía para ensamblar macromoléculas a partir de moléculas más pequeñas. Los fotótrofos obtienen su energía de la luz solar, mientras que los quimiótrofos obtienen energía de compuestos químicos.

Los procariotas juegan un papel en los ciclos del carbono y el nitrógeno. El carbono es devuelto a la atmósfera por la respiración de animales y otros organismos quimioorganotróficos. Los consumidores utilizan compuestos orgánicos generados por los productores y liberan dióxido de carbono a la atmósfera. El contribuyente más importante de dióxido de carbono a la atmósfera es la descomposición microbiana de material muerto. El nitrógeno se recicla en la naturaleza a partir de compuestos orgánicos a amoníaco, iones de amonio, nitrito, nitrato y gas nitrógeno. El nitrógeno gaseoso se transforma en amoniaco mediante la fijación de nitrógeno. El amoníaco es catabolizado anaeróbicamente por algunos procariotas, produciendo N2 como producto final. La nitrificación es la conversión de amonio en nitrito. La nitrificación en los suelos es realizada por bacterias. La desnitrificación también es realizada por bacterias y transforma el nitrato del suelo en compuestos nitrogenados gaseosos, como el N2O, NO y N2.

Conexiones de arte

[enlace] ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el ciclo del nitrógeno es falsa?

  1. Las bacterias fijadoras de nitrógeno existen en los nódulos de las raíces de las leguminosas y en el suelo.
  2. Las bacterias desnitrificantes convierten los nitratos (NO3-) en gas nitrógeno (N2).
  3. La amonificación es el proceso mediante el cual el ion amonio (NH4+) se libera de la descomposición de compuestos orgánicos.
  4. La nitrificación es el proceso por el cual los nitritos (NO2-) se convierten en iones de amonio (NH4+).

[enlace] D

Glosario

amonificación
proceso por el cual se libera amoniaco durante la descomposición de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno
quimiotrofo
organismo que obtiene energía de compuestos químicos
descomponedor
organismo que lleva a cabo la descomposición de organismos muertos
desnitrificación
transformación del nitrato del suelo en compuestos nitrogenados gaseosos como el N2O, NO y N2
nitrificación
conversión de amonio en nitrito y nitrato en suelos
fijación de nitrogeno
proceso mediante el cual el nitrógeno gaseoso se transforma o "fija" en formas más fácilmente disponibles, como el amoníaco

La característica más fundamental de la vida es la presencia de una célula. En otras palabras, una celda es la unidad funcional más simple de una vida. Las bacterias son organismos procariotas unicelulares que tienen algunos de los procesos de vida menos complejos, sin embargo, los procariotas como las bacterias no contienen vacuolas unidas a la membrana. Las células de microorganismos como bacterias, protozoos y hongos están unidas por membranas celulares y las utilizan para interactuar con el medio ambiente. Algunas células, incluidos algunos leucocitos en humanos, pueden engullir los alimentos por endocitosis, la formación de vesículas por involución de la membrana celular dentro de las células. Las mismas vesículas pueden interactuar e intercambiar metabolitos con el entorno intracelular. En algunos organismos eucariotas unicelulares como la ameba, que se muestra en la figura 22.9, los desechos celulares y el exceso de agua se excretan por exocitosis, cuando las vacuolas contráctiles se fusionan con la membrana celular y expulsan desechos al medio ambiente. Las vacuolas contráctiles (CV) no deben confundirse con las vacuolas, que almacenan alimentos o agua.

Figura 22.9. Algunos organismos unicelulares, como la ameba, ingieren alimentos por endocitosis. La vesícula de comida se fusiona con un lisosoma, que digiere la comida. Los desechos se excretan por exocitosis.


22.3: Metabolismo procariótico - Biología

PARTE II. PIEDRAS ANGULARES: QUÍMICA, CÉLULAS Y METABOLISMO

4. Estructura y función celular

4.8. Células procariotas y eucariotas revisadas

Ahora que tiene una idea de cómo se construyen las células, podemos observar la gran diversidad de tipos de células que existen. Ya sabes que existen diferencias significativas entre las células procariotas y eucariotas.

Debido a que las células procariotas (no cariotas) y eucariotas son tan diferentes y las células procariotas aparecen en los registros fósiles mucho antes, las diferencias entre los dos tipos de células se utilizan para clasificar organismos. Por lo tanto, los biólogos han clasificado a los organismos en tres grandes categorías, llamadas dominios. El siguiente diagrama ilustra cómo se clasifican los seres vivos:

El Dominio Bacteria contiene la mayoría de los microorganismos y se puede encontrar en una amplia variedad de entornos. El dominio Archaea contiene muchos tipos de microorganismos que tienen diferencias bioquímicas significativas con las bacterias. Muchas Archaea tienen habilidades metabólicas especiales y viven en ambientes extremos de alta temperatura o salinidad extrema. Aunque solo se han descrito unos pocos miles de bacterias y solo unas 200 arqueas, estudios recientes de ADN del agua de mar y el suelo sugieren que hay millones de especies no descritas. Con toda probabilidad, estos organismos no cariotas superan en número a todas las especies de organismos eucariotas combinadas. Todos los demás seres vivos están compuestos por células eucariotas.

Estructura de células procariotas

Las células procariotas, las bacterias y las arqueas, no tienen un núcleo típico unido por una membrana nuclear, ni contienen mitocondrias, cloroplastos, Golgi o redes extensas de retículas endoplásmicas. Sin embargo, las células procariotas contienen ADN y enzimas y pueden reproducirse y participar en el metabolismo. Realizan todas las funciones básicas de los seres vivos con menos orgánulos y más simples. Aunque algunas eubacterias tienen un tipo de pigmento fotosintético verde y realizan la fotosíntesis, lo hacen sin cloroplastos y utilizan reacciones químicas algo diferentes.

La mayoría de las bacterias están rodeadas por una cápsula o capa de limo, que se compone de una variedad de compuestos. En ciertas bacterias, esta capa es responsable de su capacidad para adherirse a las superficies, formando biopelículas (p. Ej., La película de bacterias en los dientes) y para resistir la fagocitosis. Muchas bacterias también tienen fimbrias, estructuras de proteínas similares a pelos, que ayudan a que la célula se adhiera a los objetos. Aquellos con flagelos son capaces de impulsarse a través del medio ambiente. Debajo de la cápsula se encuentra la pared celular rígida, compuesta por un complejo único de proteína / carbohidrato llamado peptidoglicano. Esto le da a la célula la fuerza para resistir los cambios de presión osmótica y le da forma. Justo debajo de la pared está la membrana plasmática. Más delgada y con una composición química ligeramente diferente a la de los eucariotas, la membrana plasmática realiza las mismas funciones que la membrana plasmática en los eucariotas. La mayoría de las bacterias tienen forma de varilla (bacilos), esféricas (cocos), de sacacorchos (espirilla) o de coma (vibrio). El material genético dentro del citoplasma es ADN en forma de bucle.

Las arqueas comparten muchas características con las bacterias. Muchos tienen forma de varilla o esférica, aunque algunos son cuadrados o triangulares. Algunas tienen flagelos y paredes celulares, pero las paredes celulares están hechas de un material diferente al de las bacterias.

Una diferencia significativa entre las células de las bacterias y las arqueas está en la composición química de sus ribosomas. Los ribosomas de las bacterias contienen proteínas diferentes de las que se encuentran en las células de Eucarya o Archaea. Los ribosomas bacterianos también son más pequeños. Este descubrimiento fue importante para la medicina, porque muchas formas de vida celular que causan enfermedades comunes son bacterianas. Tan pronto como se observaron diferencias en los ribosomas, los investigadores comenzaron a buscar formas de interferir con la función del ribosoma bacteriano, pero sin interferir con los ribosomas de las células eucariotas. Los antibióticos, como la estreptomicina, son el resultado de esta investigación. Este medicamento se combina con los ribosomas bacterianos y hace que las bacterias mueran porque previene la producción de las proteínas esenciales para la supervivencia de las bacterias. Debido a que los ribosomas eucariotas se diferencian de los ribosomas bacterianos, la estreptomicina no interfiere con la función normal de los ribosomas en las células humanas.

Estructura celular eucariota

Las células eucariotas contienen un núcleo verdadero y la mayoría de los orgánulos membranosos descritos anteriormente. Los organismos eucariotas se pueden dividir en varias categorías, según la combinación específica de orgánulos que contienen. Las células de plantas, hongos, protozoos y algas y animales son todas eucariotas. La característica más obvia que diferencia a las plantas y algas de otros organismos es su color verde, lo que indica que las células contienen clorofila en los cloroplastos. La clorofila es necesaria para la fotosíntesis: la conversión de la energía luminosa en energía de enlace químico en las moléculas de los alimentos. Otra característica distintiva de las células vegetales y de algas es que sus paredes celulares están hechas de celulosa (tabla 4.2).

Los hongos son un grupo distinto de organismos que carecen de cloroplastos pero tienen una pared celular. Sin embargo, la pared celular está hecha de un polisacárido, llamado quitina, en lugar de celulosa. Los organismos que pertenecen a esta categoría de células eucariotas incluyen levaduras, mohos, hongos y los hongos que causan enfermedades humanas como el pie de atleta, la pudrición de la jungla y la tiña.

Los organismos eucariotas que carecen de paredes celulares y los cloroplastos se colocan en grupos separados. Los organismos que constan de una sola célula se denominan protozoos; algunos ejemplos son Amoeba y Paramecium. Tienen todos los orgánulos celulares descritos en este capítulo, excepto el cloroplasto, por lo que los protozoos deben consumir alimentos al igual que los hongos y los animales multicelulares.

TABLA 4.2. Comparación de varios tipos de células

Nota: Los virus no están incluidos en este sistema de clasificación, porque los virus no están compuestos por los componentes estructurales celulares básicos. Están compuestos por un núcleo de ácido nucleico (ADN o ARN, nunca ambos) y una capa circundante, o cápside, compuesta de proteína. Por esta razón, los virus se denominan acelulares o no celulares.

La célula: la unidad básica de la vida

Aunque las diferencias en estos grupos de organismos parezcan diferenciarlos, su similitud en la estructura celular es uno de los temas centrales que unifican el campo de la biología. Se puede obtener una mejor comprensión de cómo funcionan las células en general mediante el estudio de ejemplos específicos. Debido a que los orgánulos tienen la misma estructura y función general, independientemente del tipo de célula en la que se encuentren, podemos aprender más sobre cómo funcionan las mitocondrias en las plantas al estudiar cómo funcionan las mitocondrias en los animales. Hay algo en común entre todos los seres vivos con respecto a su estructura y función celular. El hecho de que todos los organismos eucariotas tengan las mismas estructuras celulares es una fuerte evidencia de que todos evolucionaron a partir de un ancestro común.

17. Enumere cinco diferencias en la estructura entre las células procariotas y eucariotas.

18. ¿Qué dos tipos de organismos tienen estructura de células procariotas?

El concepto de célula se ha desarrollado durante varios años. Inicialmente, solo se pudieron identificar dos regiones, el citoplasma y el núcleo. En la actualidad, se reconocen numerosos orgánulos como componentes esenciales de los tipos de células eucariotas y no ucariotas. La estructura y función de algunos de estos orgánulos se comparan en la tabla 4.3. Esta tabla también indica si el orgánulo es exclusivo de las células eucariotas o no eucariotas o si se encuentra en ambas.

La célula es la unidad de vida común. Se estudian las células individuales y sus estructuras para descubrir cómo funcionan como organismos vivos individuales y como partes de seres multicelulares. Saber cómo los organismos procariotas y eucariotas se parecen y se diferencian entre sí ayuda a los médicos a controlar algunos organismos peligrosos para los humanos.

Hay varias formas en que los materiales entran o salen de las células. Estos incluyen difusión y ósmosis, que implican el movimiento neto de moléculas desde un área de alta a baja concentración. Además, hay varios procesos que involucran actividades por parte de la célula para mover cosas a través de la membrana. Estos incluyen la difusión facilitada, que utiliza moléculas portadoras para difundirse a través del transporte activo de la membrana, que utiliza la energía de la célula para mover materiales de concentración baja a alta y endocitosis y exocitosis, en las que se forman paquetes encerrados en la membrana.

TABLA 4.3. Resumen de la estructura y función de los orgánulos celulares


Los procariotas se clasifican tanto por la forma en que obtienen energía como por la fuente de carbono que utilizan para producir moléculas orgánicas. Estas categorías se resumen en la Tabla. Los procariotas pueden usar diferentes fuentes de energía para generar el ATP necesario para la biosíntesis y otras actividades celulares. Fotótrofos (u organismos fototróficos) obtienen su energía de la luz solar. Los fotótrofos atrapan la energía de la luz usando clorofilas o, en algunos casos, rodopsina bacteriana. (Los fotótrofos que usan rodopsina, curiosamente, son fotótrofos, pero no fotosintéticos, ya que no fijan el carbono). Quimiotrofos (u organismos quimiosintéticos) obtienen su energía de compuestos químicos. Los quimiótrofos que pueden utilizar compuestos orgánicos como fuentes de energía se denominan quimioorganótrofos. Aquellos que pueden usar compuestos inorgánicos, como azufre o compuestos de hierro, como fuentes de energía se denominan quimiolitotrofos.

Las vías de producción de energía pueden ser aerobio, usando oxígeno como aceptor terminal de electrones, o anaeróbico, usando compuestos inorgánicos simples o moléculas orgánicas como aceptor de electrones terminal. Dado que los procariotas vivieron en la Tierra durante casi mil millones de años antes de que la fotosíntesis produjera cantidades significativas de oxígeno para la respiración aeróbica, muchas especies de bacterias y arqueas son anaeróbicas y sus actividades metabólicas son importantes en los ciclos del carbono y el nitrógeno que se analizan a continuación.


Resumen

Este tutorial presentó la diversidad de fuentes de carbono procariotas. Las bacterias pueden utilizar azúcares simples, así como fuentes complejas de carbono. Algunas bacterias pueden vivir del aceite y otras pueden descomponer la celulosa. La capacidad de descomponer las fuentes de carbono complejas se ha utilizado para una variedad de propósitos. El campo de la biorremediación se basa, en gran medida, en el uso de bacterias que pueden degradar compuestos nocivos que se han introducido en el medio ambiente a partir de diversas fuentes industriales y agrícolas. Por ejemplo, las bacterias son capaces de descomponer el TNT y los PCB.

Gran parte de la vida en el planeta depende de los procariotas, ya sea directa o indirectamente. Los saprófitos degradan el material de la materia orgánica muerta y, al hacerlo, hacen que el nitrógeno y el carbono estén disponibles para otras formas de vida. Sin ellos, los nutrientes estarían rápidamente atrapados en los cadáveres de organismos muertos y no estarían disponibles para otros organismos en el ecosistema.

El nitrógeno es necesario para la síntesis de aminoácidos. Al igual que con el carbono, las bacterias obtienen su nitrógeno de diversas fuentes. Algunas bacterias pueden convertir el amoníaco en una forma más útil de nitrógeno (como nitratos y nitritos). Las bacterias saprofitas obtienen su nitrógeno de la materia orgánica en descomposición, mientras que las bacterias fijadoras de nitrógeno obtienen su nitrógeno del nitrógeno molecular (N2) que se encuentran en la atmósfera.

Las cianobacterias no solo fijan su propio nitrógeno del aire, sino que también sintetizan sus propios azúcares a partir del dióxido de carbono, utilizando la luz solar como fuente de energía. Pueden ser la forma de vida más eficiente del planeta. De hecho, los antepasados ​​de las algas verdiazules desempeñaron un papel importante en la historia del planeta porque su actividad fotosintética convirtió el entorno anaeróbico temprano de nuestro planeta en uno rico en oxígeno.

También examinamos las relaciones entre el oxígeno y el metabolismo, y en los próximos tutoriales exploraremos, con más detalle, la relación entre la energía y los procesos metabólicos.


Ver el vídeo: Metabolismo de bacterias 2 (Febrero 2023).