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PAPEL DEL METABOLISMO EN LA BIOSÍNTESIS Y EL CRECIMIENTO

El crecimiento microbiano requiere de la polimerización de estructuras bioquímicas en proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos. Las estructuras deben estar presentes en el medio de cultivo o sintetizadas por las células en crecimiento. Las demandas biosintéticas adicionales dependen de las necesidades de coenzimas que participarán en la catálisis enzimática. Las reacciones de polimerización biosintética demandan la transferencia de los enlaces anhídrido del trifosfato de adenosina (ATP, adenosine triphosphate). Para el crecimiento es necesaria una fuente de energía metabólica que permita la síntesis de enlaces anhídrido y la conservación de los gradientes transmembrana de iones y metabolitos.

El metabolismo se compone de dos procesos: catabolismo y anabolismo (fig. 6–1). El catabolismo abarca procesos que recolectan la energía liberada a partir de la descomposición de los compuestos (p. ej., la glucosa) y la utilización de esa energía para sintetizar ATP. En cambio, el anabolismo, o biosíntesis, incluye a los procesos que utilizan la energía almacenada en ATP para sintetizar y ensamblar las subunidades, o estructuras, de las macromoléculas que forman la célula. La secuencia de estructuras dentro de una macromolécula está determinada por una de dos maneras. En ácidos nucleicos y proteínas, está dirigida por una plantilla: el ADN actúa como plantilla para su propia síntesis y para la síntesis de los diversos tipos de ARN; el ARN mensajero actúa como plantilla para la síntesis de proteínas. En segunda manera para los carbohidratos y lípidos, la disposición de las estructuras depende en su totalidad de enzimas específicas. Una vez que se han sintetizado las macromoléculas, se autoensamblan para formar las estructuras supramoleculares de la célula, por ejemplo, ribosomas, membranas, pared celular, flagelos y pili.

FIGURA 6–1

La relación entre catabolismo y anabolismo. El catabolismo abarca procesos que recolectan la energía liberada durante el desensamblaje de los compuestos y la utilizan para sintetizar trifosfato de adenosina (ATP); también proporciona metabolitos precursores utilizados en la biosíntesis. El anabolismo, o biosíntesis, incluye procesos que utilizan ATP y metabolitos precursores para sintetizar y ensamblar subunidades de macromoléculas que forman la célula. (Reproducido con autorización de Nester EW, Anderson DG, Roberts CE, et al.: Microbiology: A Human Perspective. 6th ed. McGraw-Hill; 2009, p. 127. © McGraw-Hill Education.)

La velocidad de síntesis macromolecular y la actividad de las vías metabólicas deben regularse de modo que la biosíntesis permanezca en equilibrio. Todos los componentes requeridos para la síntesis de macromoléculas deben estar presentes a fin de garantizar un crecimiento ordenado. Además, debe ejercerse control de manera que los recursos no se desperdicien en productos que no contribuyan al crecimiento o la supervivencia de la célula.

Este capítulo contiene una revisión del metabolismo microbiano y su regulación. Los microorganismos representan extremos de divergencia evolutiva, y una gran variedad de vías ...

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