A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

1. G = + G = - 2 Anabólica Catabólica Requerimentos de energia: Componentes celulares: parede, membrana, etc. Síntese de enzimas, ácidos nucléicos, polis-

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "1. G = + G = - 2 Anabólica Catabólica Requerimentos de energia: Componentes celulares: parede, membrana, etc. Síntese de enzimas, ácidos nucléicos, polis-"— Transcrição da apresentação:

1 1

2 G = + G = - 2 Anabólica Catabólica

3 Requerimentos de energia: Componentes celulares: parede, membrana, etc. Síntese de enzimas, ácidos nucléicos, polis- sacarídeos, fosfolipídios, etc. Reparos e manutenção da célula Crescimento e multiplicação Acumulo de nutrientes e excreção de produtos indesejáveis Mobilidade Produção de Energia (E) 3

4 Sistema de armazenamento e transferência de E Componentes celulares como proteínas (enzimas), DNA, RNA, carboidratos, lipídeos, etc. Produtos da degradação servem como unidades para a produção de compostos celulares Síntese Compostos e estruturas Degradação Quebra de substratos ou nutrientes E liberada E requerida Crescimento celular, reprodução, manutenção e movimento 4

5 Compostos ricos em energia: armazenamento e transferência de energia (imediata) ATP = adenosina trifosfato ADP = adenosina difosfato Fosfoenolpiruvato Glicose-6-fosfato : Acetil CoA, NAD, NADH, NADPH Coenzimas: Acetil CoA, NAD, NADH, NADPH 5

6 Armazenamento de energia 6 (Madigan et al., 2010) Ligacoes tioéster

7 Glicose acido 2-fosfoglicérico acido fosfoenolpirúvico acido pirúvico 7 Fosforilação a nível de substrato = GLICÓLISE Geração de ATP por microrganismos - Fermentação

8 Todas as reações de oxidação liberam energia (sistema de transporte de elétrons) A energia é armazenada temporariamente em força proton-motiva A força proton-motiva fornece energia para a síntese de ATP a partir do ADP sistema O/R: doador (O/R) 1 (O/R) 2 (O/R) 3 (O/R) 4 aceptor Fosforilação oxidativa 8 nutriente composto oxidado Geração de ATP por microrganismos - Respiração

9 Exterior da célula Citoplasma 9

10 10

11 Luz como fonte de energia Luz produz força proton-motiva Força proton-motiva promove síntese de ATP Onde faz e quem faz: Cianobactérias, algas, plantas verdes (fototróficos) Nos tilacóides no citoplasma ou nos cloroplastos, devido a presença de clorofila 11 Geração de ATP por microrganismos - Respiração Fotofosforilação

12 Como faz: Além de fotofosforilação também fixam CO 2 Este processo requer 2 componentes: ADP (fonte de energia) NADPH 2 (doador de e - para a fixação do CO 2 ) Depende da atividade de 2 estruturas: Fotossistema I (PS I) Fotossistema II (PS II) Geração de ATP por microrganismos 12

13 Organização do complexos protéicos na membrana fotossintética de uma bactéria púrpura fototrófica. O gradiente de prótons gerado pela luz é utilizado na síntese de ATP, catalisada pela ATP sintase (ATPase). (Madigan et al., 2010) CL = clorofila CR = centros de reação Bph = bacteriofeofitina Q = quinona Fe-S = proteína Fe-S bc 1 = complexo citocromo bc1 C 2 = citocromo c2 13 Fotofosforilação

14 14 Estroma

15 Vias metabólicas de produção de energia Vias importantes Glicólise Via de regeneração do NAD + Fermentação Respiração: aeróbia anaeróbia 15

16 Glicólise Degradação anaeróbia da glicose a ácido pirúvico por uma sequência de reações catalizadas enzimaticamente (também chamada de via Embden-Meyerhoff ) 16

17 17 Produção líquida de 2 ATP

18 Regeneração do NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo) Através de 2 métodos Fermentação Respiração: aeróbia anaeróbia 18

19 Fermentação Ausência de O 2 Reações de oxidação e redução de um composto orgânico Baixo potencial de energia (processo pouco eficiente) Ocorre fosforilação em nível de substrato Ocorre no citosol 19

20 Este é o processo básico na indústria de produção de bebidas alcoólicas 20

21 Espécie microbianaPrincipal produto da fermentação Acetivibrio cellulolyticusÁcido acético Actinomyces bovisÁcidos acético, fórmico, láctico, etc. Clostridium acetobutylicumAcetona, butanol, etanol, ácido fórmico, etc. Enterobacter aerogenesEtanol, ácido fórmico, CO 2, etc. Escherichia coliEtanol, ácidos láctico, acético, fórmico, succínico, etc. Lactobacillus brevisEtanol, glicerol, CO 2, ácidos láctico, acético, etc. Streptococcus lactisÁcido láctico Succinimonas amylolyticaÁcidos acético e succínico Produtos da fermentação 21

22 Respiração Processo de regeneração do NAD onde o NADH 2 é o doador de e - para o sistema de transporte de e - Respiração aeróbia: O 2 é o aceptor final de e - Respiração anaeróbia: outra molécula (NO 3 -, SO 4 -- ) como aceptor final de e - Vantagem sobre a fermentação: além da regeneração de NAD há produção de força proton- motiva para síntese adicional de ATP 22

23 Respiração aeróbia 23 Ciclo de Krebs

24 24

25 Produção de ATP em crescimento aeróbio na presença da glicose 25 Produção liquida = 38 ATP

26 Biossíntese Energia para síntese de compostos celulares: ácidos nucléicos (DNA, RNA), substâncias nitrogenadas (aa, enzimas, proteínas), carboidratos (peptidoglicano), lipídeos, etc. ATP para processos como divisão celular, mobilidade, transporte ativo de nutrientes, etc. 26

27 27

28 Utilização de energia 28

29 Fases de crescimento: lag, exponencial (log), estacionária, declínio Curva de crescimento Microbiano 29

30 30

31 Crescimento microbiano Expressão matemática do crescimento –progressão geométrica de quociente 2: X 2º n 31

32 Crescimento microbiano Tempo de geração: tempo necessário para a divisão das células –depende da espécie e das condições de crescimento g = t/n, onde: –g = tempo de geração –t = tempo de crescimento –n = número de gerações dentro de um tempo t de crescimento E. coli: 20 min 32

33 33 5 x 10 7

34 Crescimento microbiano A relação entre o número de células e de gerações pode ser expressa em uma série de equações matemáticas: –sendo a população inicial = N 0 1 geração N = N 0 x geração N = N 0 x geração N = N 0 x 2 3 n geração N = N 0 x 2 n população final (N) = N 0 x 2 n 34

35 Crescimento microbiano A relação entre o número de células e de gerações pode ser expressa em uma série de equações matemáticas: –sendo a população inicial = 5 1 geração N = N 0 x 2 1 = 5 x 2 = 10 2 geração N = N 0 x 2 2 = 5 x 2 2 = 20 3 geração N = N 0 x 2 3 = 5 x 2 3 = 40 n geração N = N 0 x 2 n = 5 x 2 n população final (N) = N 0 x 2 n 35

36 Medidas do crescimento Medidas diretas –Contagem de células totais Câmaras de Petroff-Hausser e de Neubauer Contagem dos viáveis 36

37 Medidas do crescimento Contagem microscópica direta: Câmara de Petroff-Hausser 37

38 Medidas do crescimento Contagem dos viáveis 38 Superfície Pour plate

39 Contagem dos viáveis utilizando a técnica das diluições em série 39

40 Medidas do crescimento Medidas indiretas –Turbidez 40

41 Fatores que afetam o crescimento Fatores químicos: pH : neutrófilos – pH 7.0 acidófilos – pH < 7.0 alcalófilos – pH > 7.0 Importância : Atividade enzimática Conformação protéica Disponibilidade de metais e elementos orgânicos 41

42 42 Archaea acidofílica – área de mineração ácida (extração de ouro, etc.)

43 43 Rochas calcáricas Vermiculita

44 Fatores que afetam o crescimento Fatores químicos: O 2 : Aeróbios obrigatórios Anaeróbios obrigatórios Anaeróbios facultativos Microaerófilos Aerotolerantes Importância : Respiração e produção de energia Reações de óxido-redução Atividade enzimática 44

45 45 aeróbios anaeróbios anaeróbios microaerófilos anaeróbios obrigatórios obrigatórios facultativos aerotolerantes

46 Fatores que afetam o crescimento Fatores físicos: Temperatura : Psicrófilos: - 5 C a 20 C Mesófilos: 20 C a 50 C Termófilos: 50 C a 80 C Termófilos extremos: acima de 80 C Importância : Altera as respostas enzimáticas Altera as respostas a choques térmicos Influencia na razão de crescimento 46

47 47

48 48 Chlamydomonas nivalis

49 49

50 50

51 51

52 Estratégias de adaptação às altas temperaturas –membranas –ácidos graxos diferenciados: Archaea não tem ácidos graxos nas membranas (têm hidrocarbonetos C 40 com unidades de isopropeno) –monocamada lipídica Fatores que afetam o crescimento 52

53 53 Monocamada lipídica Bicamada lipídica

54 Estratégias de adaptação às altas temperaturas –proteínas –tipo de aminoácido: conferem conformação distinta (Glu, Lys, Arg) –velocidade de renovação das células Taq polimerase (Thermus aquaticus) –ácidos nucléicos –maior concentração de CG Fatores que afetam o crescimento 54

55 Fatores que afetam o crescimento Fatores físicos: Pressão osmótica (NaCl): Halotolerantes Halófilos Halófilos extremos Pressão hidrostática Barotolerantes Barófilos 55

56 56

57 Habitat de Archaea: Great Salt Lake (2460 km 2, Utah, EUA Halofílicas extremas 57

58 Halofílicas extremas Evaporadores na Baía de São Francisco, Califórnia, EUA 58

59 Fatores que afetam o crescimento Fatores biológicos: Fauna e o substrato Processos de ingestão Ciclagem de nutrientes Composição da comunidade Interações microbianas Neutralismo Comensalismo Sinergismo Mutualismo Biodisponibilidade Adsorção Solubilidade Especiação química Competição Amensalismo/Antagonismo Parasitismo Predação 59


Carregar ppt "1. G = + G = - 2 Anabólica Catabólica Requerimentos de energia: Componentes celulares: parede, membrana, etc. Síntese de enzimas, ácidos nucléicos, polis-"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google