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Metabolismo microbiano.
En este vídeo se describe brevemente el metabolismo de microorganismos quimiolitótrofos. Los microorganismos quimiótrofos obtienen la energía a partir de reacciones químicas. Y si además son litógrafos, realizan respiración, que en la mayoría de los casos es una respiración aerobia. A menudo son también autótrofos y, por lo tanto, utilizan el CO2 como fuente de carbono.
Vamos a describir brevemente el metabolismo de microorganismos quimiolitotrofos que realizan respiración aerobia utilizando el nitrito como donador de electrones y el oxígeno como aceptor de los mismos. Este tipo de metabolismo corresponde al de las bacterias nitrificantes del grupo Nitro. La diferencia de potencial redox entre el y el aceptor de electrones es pequeña y, por lo tanto, la cantidad de energía que se tiene en la oxidación del nitrito es baja.
Estos microorganismos también necesitan producir poder reductor en forma de pirilín nucleótidos reducidos y, para obtenerlos, se necesita energía. Para obtener la energía, estos microorganismos tienen una cadena de transporte de electrones en la membrana. El nitrito pierde los electrones y pasan por la cadena de transporte de electrones hasta llegar al ígeno. En este proceso, algunos transportadores utilizan la energía de los electrones para expulsar protones desde el citoplasma al espacio extracelular. Como la cantidad de energía liberada es escasa, se transportan pocos protones, pero suficientes para conseguir la fuerza proton motriz necesaria para generar ATP mediante la atpasa.
Estos microorganismos aún necesitan precursores metabólicos y poder reductor para completar su metabolismo. Para obtener el poder reductor, también se utiliza una cadena de transporte de electrones, pero en este caso será una cadena de transporte inversa que requiere energía. Los electrones del nitrito pasan por transportadores cada vez más electronegativos y, por último, llegan a los piridin nucleótidos para reducirlos. Para poder hacer este recorrido inverso, la energía es aport por los protones que entran a la célula. Posteriormente, el ATP y el poder reductor se dirigen al metabolismo central, donde se obtendrán los precursores metabólicos.
Algunos microorganismos quimiolitotrofos que realizan respiración aerobia, es decir, con el oxígeno como aceptor final de electrones, son especialmente conocidos y se indican en la tabla. Las bacterias del hidrógeno utilizan la molécula de hidrógeno como donador de electrones y, al oxidar laas, se genera agua. En las carbox bacterias, el donador es el monóxido de carbono y se genera CO2. En el caso de las bacterias nitrificantes, se distinguen las del grupo nitroso, que oxidan el amonio a nitrito, y las del grupo Nitro, que oxidan el nitrito a nitrato. Las bacterias del azufre usan como donadores de electrones los compuestos reducidos del azufre y producen sulfato. Y, por último, las bacterias del hierro convierten el hierro ferroso en férrico.
Entre los quimiolitótrofos autótrofos que respiran, podemos encontrar microorganismos que hacen respiración aerobia y otros que hacen respiración anaerobia. En la respiración aerobia, los electrones provenientes de los diversos donadores posibles llegarán al oxígeno. En función del donador de electrones, se producirá un producto u otro. Los electrones pasarán por la cadena de transporte de electrones antes de llegar al oxígeno. Se producirá el bombeo de protones y se generará la fuerza proton motriz. Se han encontrado microorganismos que realizan este tipo de metabolismo entre protozoos, hongos, bacterias y arqueas.
En la respiración anaerobia, los electrones también pasarán por la cadena de transporte de electrones antes de llegar a los aceptores correspondientes, que en este caso serán diferentes al oxígeno y darán lugar a diferentes productos. Este tipo de metabolismo se ha descrito solamente en los dominios bacteria y arquea. En ambos tipos de respiración, la fuerza proton motriz generada se puede utilizar para generar ATP y, utilizando una cadena de transportes de electrones inversa, se obtendrá poder reductor. Los quimiolitótrofos autótrofos fijan CO2 para obtener posteriormente todos los metabolitos precursores necesarios en la biosíntesis de los componentes celulares.