Introducción

 

La nutrición es un proceso mediante el cual los nutrientes se adquieren del medio ambiente y se utilizan en actividades celulares como el metabolismo y el crecimiento. Los microorganismos requieren ciertos nutrientes para el crecimiento y el mantenimiento de las funciones metabólicas. La cantidad y el tipo de nutrientes requeridos varían ampliamente dependiendo del microorganismo. Los microorganismos son los más versátiles y diversificados con respecto a sus requerimientos nutricionales. Algunos microbios tienen una necesidad incondicional de realizar compuestos orgánicos complejos, mientras que otros pueden prosperar con solo unas pocas sustancias inorgánicas como sus únicos requerimientos nutricionales.

Los microorganismos pueden derivar energía de carbohidratos, alcoholes y aminoácidos. Algunos de ellos pueden usar la grasa como fuente de energía.

Aunque se encuentra una gran variación en los requisitos específicos para el crecimiento de diversas especies de microorganismos, en general, la naturaleza y las funciones de las sustancias de crecimiento son comunes para todas las células. Esto se debe a que la composición química de las células microbianas es más o menos similar. El análisis de la composición de células microbianas muestra que más del 95% de las células secas se acumulan para algunos elementos principales:

• Carbón

• Hidrógeno

• Oxígeno

• Nitrógeno

• Azufre

• Fósforo

• Potasio

• Calcio

• Magnesio

• Planchar

Estos se denominan macroelementos o macronutrientes porque los microorganismos los requieren en cantidades relativamente grandes. Los primeros 6 elementos (C, H, O, N, S y P) son componentes de:

• Carbohidratos

• Lípidos

• Proteínas

• Ácidos nucleicos.

Los cuatro restantes (K, Ca, Mg y Fe) juegan una variedad de roles como cationes en la pared celular.

Todos los organismos, incluidos los microorganismos, requieren varios micronutrientes o oligoelementos (Zn, Mn, Co, Mo, Ni y Cu). Las células requieren cantidades tan pequeñas que los contaminantes en el agua, la cristalería y los componentes de los medios regulares a menudo son adecuados para el crecimiento. Los micronutrientes son normalmente una parte de enzimas y cofactores, y ayudan en la catálisis de reacciones y el mantenimiento de la estructura de la proteína.

Los nutrientes asimilados necesitan ser metabolizados. Algunos microorganismos usan nutrientes absorbidos por la célula como fuente de energía ( catabolismo ), que es el reverso de la biosíntesis ( anabolismo ). Otros microorganismos derivan su energía de la captura de luz y también la convierten en energía química. Esta energía luego se hamesed para hacer el trabajo para la célula.

 

Fuentes de nutrientes (macroelementos)

 

Carbón

Este es el elemento más importante requerido para el crecimiento microbiano. El carbono forma la columna vertebral de tres nutrientes importantes: carbohidratos, lípidos y proteínas, estos compuestos proporcionan energía para el crecimiento celular y sirven como componentes básicos del material celular.

Aunque se hace una distinción entre el tipo de compuesto de carbono que las células absorben como nutrientes (inorgánicos u orgánicos), la mayoría de los compuestos de carbono involucrados en la estructura normal y el metabolismo de las células son orgánicos.

 

Nitrógeno

Todos los microorganismos requieren nitrógeno de alguna forma, este elemento es necesario para la estructura de proteínas, ADN, ARN y ATP. Dichos compuestos nitrogenados son la fuente primaria de nitrógeno para los heterótrofos, pero para ser útiles, primero deben degradarse en sus componentes básicos (proteínas en aminoácidos; ácidos nucleicos en nucleótidos).

Muchos procariotas usan compuestos de nitrógeno inorgánicos como nitratos, nitritos o sales de amonio. Algunos microorganismos usan nitrato como un aceptor de electrones alternativo en el transporte de electrones.

 

Oxígeno

Es un componente importante de compuestos orgánicos como carbohidratos, lípidos, ácidos nucleicos y proteínas, juega un papel importante en la función estructural y enzimática de la célula.

El oxígeno libre (O2) constituye el 20% de la atmósfera, lo cual es tóxico para las bacterias anaerobias más estrictas y algunas arqueas, aunque los microorganismos aeróbicos usan el oxígeno como un receptor terminal de electrones en la respiración aeróbica.

 

Hidrógeno

El hidrógeno es un elemento importante en todos los compuestos orgánicos y varios, realiza estas funciones superpuestas en la bioquímica de las células:

• Mantener el pH

• Formando enlaces de hidrógeno entre moléculas, y

• Sirviendo como fuente de energía libre en reacciones de reducción de oxidación de la respiración.

 

Fósforo

La principal fuente de fósforo es el fosfato, derivado del ácido fosfórico. El fosfato es un componente clave de los ácidos nucleicos y, por lo tanto, es esencial para la genética de las células y los virus.

Es un componente de los ácidos teicoicos y ácidos teichurónicos en la pared celular de las bacterias Gram-positivas, así como un componente de varios fosfolípidos de membrana. Becuase también se encuentra en ATP, también sirve en transferencias de energía celular.

 

Azufre

La mayoría de los microorganismos usan sulfato como fuente de azufre y lo reducen mediante la reducción asimilatoria de sulfato. El azufre es un componente esencial de algunas vitaminas (vitamina B1) y los aminoácidos metionina y cisteína; estos últimos ayudan a determinar la forma y la estabilidad estructural de las proteínas mediante la formación de enlaces únicos llamados enlaces disulfuro.

 

 

Otros minerales (macroelementos)

 

Potasio

Es esencial para la síntesis de proteínas y la función de la membrana.

 

Calcio

Es un estabilizador de la pared celular y las endosporas de bacterias.

 

Magnesio

Sirve como cofactor para muchas enzimas, complejos con ATP y estabiliza los ribosomas y las membranas celulares. Es un componente de la clorofila.

 

Hierro

Forma parte de los citocromos y cofactor de enzimas y proteínas transportadoras de electrones.

 

Otros nutrientes (microelementos)

 

Zinc

Está presente en el sitio activo de algunas enzimas. Es un componente importante de los factores de unión de "dedos de zinc" que las enzimas se adhieren a sitios específicos en el ADN.

 

Cobre

Es un componente de la vitamina B12.

 

Manganeso

Ayuda a muchas enzimas que catalizan la transferencia de grupos fosfato.

 

Molibdeno

Se requiere para la fijación de nitrógeno.