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PARTICIPACIÓN DEL METABOLISMO EN LA BIOSÍNTESIS Y CRECIMIENTO

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El crecimiento microbiano requiere la polimerización de bloques bioquímicos de construcción para dar origen a proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos. Los bloques de construcción tienen que encontrarse preformados en el medio de cultivo o tienen que sintetizarlo las células en crecimiento. Las demandas biosintéticas adicionales dependen de las necesidades de coenzimas para que participen en la catálisis enzimática. Las reacciones biosintéticas de polimerización necesitan la transferencia de enlaces anhídrido a partir del ATP. El crecimiento exige una fuente de energía metabólica para la síntesis de enlaces anhídrido y para la conservación de los gradientes transmembrana de iones y metabolitos.

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El metabolismo tiene dos componentes, catabolismo y anabolismo (figura 6-1). El catabolismo comprende procesos que albergan energía liberada por la degradación de compuestos (p. ej., glucosa) y el aprovechamiento de esa energía para sintetizar ATP. Por el contrario, el anabolismo o biosíntesis, comprende procesos que utilizan la energía almacenada en el ATP para sintetizar y formar las subunidades, o bloques de construcción, de macromoléculas que componen la célula. La secuencia de bloques de construcción en una macromolécula depende de una de dos vías. En los ácidos nucleicos y proteínas es dirigida por una plantilla: el DNA actúa como plantilla para su propia síntesis y para la síntesis de diversos tipos de RNA; el RNA mensajero actúa como plantilla para la síntesis de proteínas. Por otra parte, para los carbohidratos y lípidos la disposición de los bloques de construcción depende en su totalidad de enzimas específicas. Una vez que se han producido las macromoléculas, se ensamblan para dar origen a estructuras supramoleculares de la célula, por ejemplo ribosomas, membranas, pared celular, flagelos y pilosidades.

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FIGURA 6-1

Relación entre el catabolismo y anabolismo. El catabolismo comprende procesos que albergan energía liberada durante la desintegración de compuestos, utilizándola para sintetizar trifosfato de adenosina (ATP); además, proporciona los metabolitos precursores utilizados en la biosíntesis. El anabolismo, o biosíntesis, comprende procesos que utilizan ATP y metabolitos precursores para sintetizar y forma subunidades de macromoléculas que componen la célula. (Reproducida con autorización de Nester EW, Anderson DG, Roberts CE, Nester MT [eds]: Microbiology: A Human Perspective, 6a. ed. McGraw-Hill, 2009, p. 127. © The Mc Graw-Hill Companies, Inc.)

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La tasa de síntesis de macromoléculas y la actividad de las vías metabólicas debe ser regulada de forma que la biosíntesis permanezca en equilibrio. Todos los componentes necesarios para la síntesis de macromoléculas deben estar presentes para un crecimiento ordenado y debe ejercerse control de forma tal que los recursos de la célula no deben dar origen a productos que no contribuyan al crecimiento o supervivencia de la célula.

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El capítulo contiene una revisión del metabolismo microbiano y su regulación. Los microorganismos representan extremos de la divergencia de la evolución y se encuentra ...

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