INTRODUCCIÓNSin la intervención de los
microorganismos no podría llevarse a cabo los ciclos del carbono, nitrógeno, azufre y oxígeno, y la atmosfera de la tierra tendría una composición de gases muy diferente a la actual
Una célula con deficiencias a nivel de biosíntesis, es incapaz de convertir los precursores biosintéticos en biopolímeros, es llamada AUXÓTROFA.
Las sustancias capaces de sustituir estas deficiencias metabólicas y que por lo tanto favorecen su crecimiento se les llama FACTORES DE CRECIMIENTO. Una célula que no requiere de factores de crecimiento es PROTÓTROFA
Los microorganismos QUIMIOORGANOTRÓFICO O HETEROTRÓFICOS satisfacen sus requerimientos de energía, donador inicial de electrones y carbono a partir de una misma molécula orgánica (azucares o aminoácidos)
Se clasifica
n en
Simples
Monosacáridos
* Glucosa
* Fructosa
* Galactos
aDisacáridos
* Sacaros
a*
Maltosa*
LactosaComplejos
Complejos
* Almidón
* Celulosa
ENZIMA Mas de 100 aa, masa: 100 KDa, Diametro: 25 amstrongs Afectan la velocidad de la reaccion sin participar como
reactantes ni aparecer en los resultadosPueden ser inhibidas Se ocupan cantidades minimasAlta especificidad Modifican la estructura química del sustrato No alteran el equilibrio de la reacción
POLISACARIDOS:formados por azucares unidos por enlaces
glicosídicos. CELULOSA: es el compuesto orgánico más
abundante en la naturaleza, es muy importante en el ciclo biogeoquímico de el carbono, es insoluble en agua y sólo los microorganismos que producen CELULASAS pueden hidrolizarla
ALMIDÓN: es un homopolosicárido que es degradado por las amilasas que producen al disacárido maltosa
PROTEÍNASunidos por enlaces peptÍdicos.Proteasa: Capaces de hidrolizar
parcialmente las proteínas a péptidos y estos a su vez ser degradado a aminoácidos por otras enzimas llamadas peptidasas
Algunas bacterias pueden utilizar lípidos animales y vegetales, especialmente los triglicéridos que están compuestos de una molécula de glicerol esterificada con tres moléculas de ácidos grasos
Proteína Proteasa Peptidos Peptidasas
Aminoácidos
TRIGLICÉRIDOS:Las bacterias que degradan triglicéridos
producen enzimas extracelulares llamadas Lipasas que hidrolizan los enlaces éster. El glicerol y los ácidos grasos resultantes son transportados por las células y utilizados como unidades para la biosíntesis de material celular nuevo bien, son oxidados para obtener energía
FOSFOLIPASAS: Pueden degradar fosfolípidos. Algunas hemolisinas
bacterianas son fosfolipásas que rompen eritrocitos de la sangre por que destruyen la integridad de la membrana celular.
Muchas enzimas extracelulares de microorganismo patógenos son considerados factores de patogenicidad ya que facilitan la entrada y utilización de sustratos, etc.
Objetivos:
Comprender los diferentes procesos metabólicos de los microorganismos mediante el montaje de ensayos y pruebas de degradación de polímeros a través de enzimas extracelulares microbianas. Y con base en ésto, identificar sus requerimientos nutricionales y su clasificación fisiológica
MATERIALTubos de 13x 100mm con gelatina al 4%Tubos de 13x100 mm con leche tornasoladaCajas Petri divididas en sectores con:
a) Agar almidónb) Gelosa gelatinac) Agar leche descremadad) Agar yema de huevoe) Gelosa sangre
HgCl2 12.5%Solución de LugolBaño de hieloCultivos de: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae,
Bacillus subtilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Shigella flexneri y Staphylococcus aureus
GELOSA GELATINAMedio diferencial.La gelatina es el producto desnaturalizado parcial del colágeno, y muestra la propiedad de gelificar cuando se disuelve en agua caliente y solidificar en ambientes fríos. Sus productos de la hidrólisis carecen de esta propiedad.
PROTEASAS Y PEPTIDASAS Para utilizar la gelatina muchos microorganismos producen
gelatinasa, una exoenzima que la hidroliza.Este proceso ocurre en dos etapas:Primera, se liberan polipéptidos Segunda, una mezcla de aminoácidos.
Componentes del almidónEl almidón es un homopolisacarido, su monómero es el α-D-glucosa
que están unidos por puentes α-glucosidicos. Amilosa lineal (10-20%) y amilopectina ramificada (80-90%) La hidrolisis enzimática ocurre en las uniones α-1-4-acetal y α-1-6-
acetal.
α-amilasaLa α-amilasaLa α-amilasa cataliza la hidrolisis de las uniones α-1,4-glucosidicas. La amilosa es degradada por completo por la amilasa. La hidrolisis completa del almidón requiere de otra enzima, que
actúa en los puntos de ramificación.
LUGOLLa amilosa, forma hélices donde se juntan las moléculas de yodo,
formando un color azul oscuro a negro.La amilopectina, forma hélices mucho más cortas, obteniéndose un
color entre naranja y amarilloAl romperse o hidrolizarse el almidón en unidades más pequeñas de
carbohidrato, el color azul-negro desaparece.
MÉTODOS
I HIDRÓLISIS DE LA GELATINA a) Prueba de licuefacción de la gelatina en tubo
Sembrar MO´S por picadura en
los tubos de medio gelatina
Incubar a 37°C durante 24-48 h
Pasar los tubos a 4°c o un baño de hielo durante 1
hora
Si después del enfriamiento el contenido del
tubo es liquido la prueba es +
si el tubo solidifica, la prueba de
hidrolisis es negativa
Sólido (-)
Líquido (+)
b) Prueba de la digestión de la gelatina y la caseína en caja
Marcar las cajas Petri con gelosa gelatina y agar
leche descremada
Etiquetar cada sector con el
nombre de el MO a inocular
Sembrar los microorganismos
por estría abierta
Incubar los cultivos de 28°C a 30°C durante
48 h
Anadir HgCl2 a las placas para
observar los halos
trasparentes de hidrolisis
II. HIDRÓLISIS DE ALMIDÓNMarcar y
sembrar las placas de gelosa
almidón
Incubar a 37°C durante 48 h.
Añadir solución de Lugol a las
placas
Observar los halos de hidrólisis
Zonas trasparentes que
rodean a las bacterias que dan la prueba positiva sobre
fondo azulSin halo (-)
Halo (+)
CUESTIONARIO3- Explique el significado de los términos REQUERIMIENTO NUTRICIONAL: Los requerimientos nutricionales de
cada grupo microbiano están dados por la composición química de las células que los constituyen y por sus características genéticas las que determinan sus propiedades fisiológicas y su capacidad para utilizar y transformar los compuestos que se encuentran en el ambiente en que se desarrollan
FACTOR DE CRECIMIENTO: sustancias capaces de sustituir deficiencias metabólicas.
Autotrófico: cuando su nutricion es enteramente inorganica, la unica fuente de carbono es el acido carbonico del aire, el agua suministra el H2, los NO3, NO2, etc.
Auxótrofos: presentan deficiencias a nivel biosíntesis (incapaces de convertir precursores biosintéticos con biopolímeros), requieren factores de crecimiento.
Heterotrófico: satisfaces sus niveles de energía, donadores iniciales de electrones y carbono a partir de una misma molécula como azucar o aminoacidos.
Horotótrofos: no requieren de factores de crecimiento.4- Hidrolitico: Reacción química en la que el agua reacciona doblemente con
otro compuesto, pasando el hidrógeno a uno de los compuestos y el hidroxilo a otro. las enzimas hidrolíticas son aquellas que rompen los enlaces covalentes por hidrólisis, es decir por el agregado de una molécula de agua (H2O). Son esenciales para múltiples funciones. Digestión, regulación, degradación, diferenciación, etc.
5- las enzimas extracelulares que rompen proteínas se llaman PROTEASAS, las que rompen polisacáridos GLICOSIDASAS, y las que rompen lípidos son las LIPASAS
7- un ejemplo de polisacarido estructural es CELULOSA. Un ejemplo de polisacarido nutricional es GLUCOSA, ALMIDÓN- GLUCÓGENO
8- La caseina es la proteina de origen HETEROPROTEINA- ANIMAL(LECHE), y la gelatina es de origen PROTEINA- ANIMAL (HIDRÓLISIS PARCIAL DEL COLAGENO DE LA PIEL)
9- La descomposicion de los alimentos por degradacion de trigliceridos provoca ENZIMAS EXTRACELULARES LLAMADAS LIPASAS
6- conteste falso (F) o verdadero (V)
V- Muchas enzimas extracelulares son hidroliticas, pero o ti¿odas las enzimas hidrolíticas son extracelulares
F- Las peptidasas son enzimas extracelulares que hidrolizan proteinas de alto peso molecular
V- Las glicosidasas hidrolizan enlaces ester en polisacaridos
F- las membranas biologicas son sensibles a las lipasas