Metabolismo Bacteriano

Definição

Ao longo da história da Terra, o metabolismo microbiano tem sido uma força motriz por trás do desenvolvimento e manutenção da biosfera do planeta.

Organismos eucarióticos, como plantas e animais, normalmente dependem de moléculas orgânicas para energia, crescimento e reprodução.

Os procariontes, por outro lado, podem metabolizar uma ampla variedade de matéria orgânica e inorgânica, de moléculas orgânicas complexas como celulose a moléculas inorgânicas e íons como nitrogênio atmosférico (N₂), hidrogênio molecular (H₂), sulfeto (S^2-), íons manganês (II) íons(Mn²⁺), ferro ferroso (Fe²⁺) e ferro férrico (Fe³⁺), para citar alguns.

Ao metabolizar essas substâncias, os micróbios as convertem quimicamente para outras formas.

Em alguns casos, o metabolismo microbiano produz substâncias químicas que podem ser prejudiciais a outros organismos; em outros, produz substâncias essenciais ao metabolismo e à sobrevivência de outras formas de vida.

O que é

O metabolismo bacteriano é o processo que as bactérias usam para se manter vivo.

Os processos metabólicos das bactérias são bastante diversos e extremamente fascinantes, pelo menos para as pessoas que estão interessadas nesse tipo de coisa.

As bactérias desenvolveram um número impressionante de maneiras de acessar a energia disponível no ambiente natural, para que possam usá-la para permanecer viva e desempenhar uma variedade de funções.

O metabolismo bacteriano também é aproveitado por outros organismos; os seres humanos, por exemplo, dependem de bactérias no intestino para decompor os alimentos em componentes que seus corpos podem acessar.

Um aspecto do metabolismo bacteriano envolve a coleta de energia.

Um dos processos disponíveis para as bactérias é familiar aos humanos: a respiração.

No entanto, diferentemente dos seres humanos, as bactérias podem usar outros gases além do oxigênio em seus processos respiratórios, e algumas bactérias são capazes de sobreviver em ambientes anaeróbicos e em ambientes que contêm ar.

Essa é uma adaptação bastante notável, que permite que as bactérias sobrevivam em ambientes agressivos conforme as circunstâncias mudam.

Muitas bactérias são heterotróficas, usando materiais orgânicos para energia, assim como os humanos. Os organismos podem acessar as moléculas dentro dos materiais de várias maneiras.

Uma técnica que eles usam é a fermentação, na qual os materiais são decompostos em componentes utilizáveis.

Algumas bactérias também podem fotossintetizar, usando o sol como energia, desde que tenham acesso a nutrientes, e outras são capazes de sobreviver com materiais inorgânicos. Conhecidas como litotróficas ou autotróficas, essas bactérias podem sobreviver em ambientes extremamente severos.

A utilização de energia dentro de uma bactéria também pode variar, dependendo da espécie. As bactérias usam energia para o movimento, se são móveis, e para uma variedade de outras tarefas.

Algumas bactérias desenvolveram maneiras interessantes de usar a energia que podem acessar para manter as funções internas.

O metabolismo bacteriano permite que as bactérias permaneçam vivas para que possam se reproduzir, garantindo que a espécie sobreviva por pelo menos mais uma geração.

A diversidade de processos utilizados pelas bactérias para metabolizar ilustra a ampla gama de ambientes nos quais elas podem sobreviver. As bactérias são capazes de usar quase tudo para energia, desde que sejam as espécies certas no ambiente certo. Alguns, conhecidos como extremófilos, gostam de ambientes tão severos que as pessoas originalmente pensavam que nenhum organismo vivo poderia sobreviver neles, como fontes termais e o funcionamento de usinas nucleares.

Além de ser de interesse intrínseco, o metabolismo bacteriano tem várias aplicações. Alguns alimentos fermentados são feitos com bactérias, tornando importante saber quais bactérias estão envolvidas e como elas funcionam.

O metabolismo bacteriano também é importante para o metabolismo animal, com as bactérias desempenhando um papel nos processos metabólicos do organismo maior, dividindo os alimentos ingeridos em componentes que o corpo pode metabolizar.

Descrição

O metabolismo bacteriano concentra-se nos eventos metabólicos que ocorrem nos microrganismos, bem como na fotossíntese, oxidação, formação de polissacarídeos e homofermentação.

Energia livre, fotossíntese, enzimas e terminologia no metabolismo bacteriano são elaboradas.

Metabolismo é o conjunto de reações bioquímicas interconectadas de um ser vivo.

A definição é correta, mas incompleta, pois também deveria considerar a função das reações celulares. Podem ser apontadas funções específicas (biossíntese de aminoácidos, degradação de carboidratos, etc.) e funções mais gerais, como a obtenção, armazenamento e utilização de energia.

Uma definição abrangente, que engloba processos e funções é: o metabolismo é a estratégia de sobrevivência de uma espécie.

Conceituar assim o metabolismo inclui a ideia de preservação do indivíduo e a garantia de geração de descendentes.

Para tanto, é exigida do ser vivo a capacidade de interagir com o ambiente de forma a obter os elementos necessários para sua manutenção e sua replicação.

A reprodução é a situação mais drástica e de maior complexidade em comparação à simples manutenção.

Os seres vivos são peculiares em sua capacidade de reproduzir-se. Ao fazê-lo, parecem contrariar as leis da termodinâmica que estabelecem como tendência de qualquer sistema o aumento do seu grau de desordem – os seres vivos mantêm sua organização ao longo das sucessivas gerações. Para obter esta estabilidade recorrem a transformações internas que aparentam ocorrer no sentido oposto à tendência termodinâmica.

É o caso das sínteses em geral e das concentrações intracelulares de íons e de moléculas, maiores do que as encontradas no meio ambiente. Os seres vivos retiram do ambiente a matéria prima, para manter ou mesmo aumentar seu grau de organização, e liberam diferentes substâncias, provocando um aumento da desorganização do meio. Além dos componentes estruturais da nova célula, uma fonte energética é fundamental para manter o processo no sentido contrário àquele considerado termodinamicamente favorável.

A conciliação entre a organização dos seres vivos e os princípios da termodinâmica é obtida quando se consideram os indivíduos juntamente com o ambiente.

Contabilizando os seres vivos mais o meio ambiente fica claro o aumento da desorganização e, portanto, a subordinação às leis termodinâmicas.

O que é fisiologia bacteriana?

Fisiologia bacteriana é o estudo das estruturas e funções que permitem que as bactérias sobrevivam. Isso inclui tudo, desde a composição das paredes celulares bacterianas até as enzimas que eles podem produzir para desempenhar várias funções internas e externas. Pesquisadores nesse campo podem trabalhar em ambientes de laboratório, pesquisando organismos conhecidos e aprendendo mais sobre novas bactérias. Empresas farmacêuticas, agências ambientais e inúmeras outras organizações usam para fisiologistas bacterianos.

As bactérias são extremamente diversas e parte do trabalho da fisiologia bacteriana envolve o desenvolvimento de categorias significativas para dividi-las em fins de classificação e pesquisa. Por exemplo, os pesquisadores podem dividir os organismos em bactérias Gram-positivas e negativas pela maneira como reagem a uma mancha de Gram.

Da mesma forma, eles podem ser divididos em bactérias anaeróbicas que não precisam de oxigênio para sobreviver, bactérias aeróbicas e organismos que podem alternar entre si e que não precisam de um ambiente exclusivamente oxigenado ou desoxigenado.

As bactérias também podem exibir graus variados de motilidade e outras características que podem ajudar os pesquisadores a identificá-las.

Pesquisadores em fisiologia bacteriana examinam a genética bacteriana e como as bactérias respondem às pressões evolutivas. Eles sequenciam e estudam as enzimas produzidas por bactérias. Isso inclui estruturas necessárias para funções celulares, como divisão, bem como enzimas bacterianas que podem ser liberadas no ambiente circundante.

Alguns destes são tóxicos e podem desempenhar um papel em infecções bacterianas e contaminação. Alguns focam especificamente em doenças infecciosas e nas interações entre bactérias e outros organismos.

Outros pesquisadores podem explorar tópicos como simbiose, onde as bactérias vivem juntas ou com outros organismos para benefícios mútuos. Alguns líquenes, por exemplo, têm bactérias como parceiras simbióticas para fornecer energia ao organismo para que ele possa crescer e se reproduzir.

Outras bactérias podem viver parasiticamente em outros organismos e podem confiar nelas para suporte nutricional. Alguns desses parasitas oferecem benefícios em troca, como os organismos do trato digestivo que auxiliam na digestão, enquanto outros podem ligar seus hospedeiros e causar doenças.

Os estudantes interessados em fisiologia bacteriana precisarão fazer cursos de biologia e seguir um treinamento específico em bactérias. Muitas pessoas neste campo possuem diplomas avançados e créditos de pesquisa.

As perspectivas de emprego são bastante variáveis. O local onde um cientista deseja trabalhar pode fazer a diferença, assim como a área de especialidade.

Pesquisadores que trabalham em tópicos como o uso de bactérias na fabricação de produtos farmacêuticos podem ganhar mais do que as pessoas que fazem pesquisas básicas em fisiologia bacteriana, por exemplo.

O que é atividade metabólica?

A atividade metabólica refere-se ao conjunto de reações químicas que mantêm a vida em qualquer organismo. A atividade metabólica envolve a transformação de energia e matéria no corpo, dois elementos que devem estar sempre presentes para que a vida seja sustentada. Dois tipos de processos metabólicos são anabolismo e catabolismo. O anabolismo é um metabolismo construtivo, durante o qual pequenas moléculas são formadas em moléculas maiores, exigindo uma entrada de energia. Catabolismo é o processo oposto; requer uma produção de energia, e moléculas grandes são quebradas em moléculas menores.

Os seres humanos são heterotróficos, o que significa que os seres humanos são dependentes de moléculas orgânicas que foram ingeridas para atender às necessidades de energia.

Moléculas orgânicas são os blocos de construção que atendem às necessidades anabólicas também. A atividade metabólica começa com a ingestão, quando os alimentos são levados para o corpo.

As enzimas metabólicas entram em cena durante a digestão, quando os alimentos são decompostos no corpo através de um processo chamado hidrólise. Durante a hidrólise, amidos se tornam açúcares, proteínas se tornam aminoácidos, gorduras se tornam ácidos graxos e glicerol e ácidos nucleicos se tornam nucleotídeos.

Após a digestão, a atividade metabólica continua com a absorção no corpo e o transporte para as células, onde as entra. Uma vez que as partes dos alimentos estão nas células, as moléculas continuam a se decompor até que contenham entre dois e quatro átomos de carbono. As moléculas podem continuar pelas vias metabólicas e se tornarem blocos de construção de açúcar e aminoácidos.

As novas partes da célula, que incluem polissacarídeos, proteínas, gorduras e ácidos nucleicos, são então montadas.

Outra opção é que as moléculas possam ser decompostas em moléculas inorgânicas como água, dióxido de carbono e amônia. Grandes quantidades de energia são liberadas durante esta fase da atividade metabólica, tornando-a catabólica.

Os processos nutricionais que envolvem atividade metabólica incluem nutrição autotrófica e nutrição heterotrófica. Os autótrofos incluem plantas, algas e bactérias e dependem da luz solar para transformar moléculas inorgânicas, como a água, em moléculas orgânicas menores; isso é conhecido como fotossíntese.

Na nutrição heterotrófica, a energia é retirada de moléculas orgânicas e decomposta para formar moléculas ainda menores, e as moléculas de alimentos são provenientes de autótrofos.

O metabolismo de um organismo define quais substâncias serão nutritivas e quais serão venenosas. A taxa metabólica também desempenha um forte fator na determinação da quantidade de alimento que um organismo necessita.

As vias metabólicas internas são semelhantes, mesmo entre as espécies. As semelhanças são devidas à eficiência dos caminhos e ao fato de eles continuarem evoluindo com as espécies.

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