Microbiologia generale - metabolismo microbico

Il metabolismo microbico

Il metabolismo è l'insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono nella cellula e può essere diviso in catabolismo e anabolismo, ed è reso possibile dal flusso di energia e dall’azione degli enzimi.

Catabolismo e anabolismo

Nel catabolismo le molecole più grandi e complesse vengono decomposte in molecole più piccole e semplici rilasciando energia. L’energia rilasciata può in parte essere utilizzata per compiere lavoro ed in parte rilasciata come forma di calore.

Nell’anabolismo si ha la sintesi di molecole più complesse e grandi a partire da molecole più semplici con richiesta di energia che può essere ottenuta nelle fasi cataboliche.

Ruolo degli enzimi

Gli enzimi costituiscono i catalizzatori chimici biologici e la loro azione rende possibile l’abbassamento dell’energia di attivazione delle reazioni che permette una maggiore rapidità di svolgimento.

Capacità metabolica dei microrganismi

I microrganismi possiedono un’alta capacità metabolica ed anche una grande versatilità data la possibilità di respirazione in mancanza di ossigeno, anaerobia oltre che in presenza di ossigeno, la possibilità di utilizzare composti inorganici come fonte di energia, la possibilità di effettuare la fermentazione e la possibilità d’uso dell’energia radiante negli organismi fotosintetici.

I microrganismi quindi solitamente utilizzano una delle tre fonti di energia: energia radiante del sole, molecole organiche e molecole inorganiche.

Tipologie di organismi

• Organismi fototrofi: Catturano l’energia radiante del sole, la trasformano in energia chimica, poi utilizzabile per compiere lavoro.
• Organismi chemiorganotrofi: Utilizzano composti organici ridotti ed ossidandoli catturano l’energia liberata per ottenere energia chimica.
• Organismi chemiolitotrofi: Usano come fonte d’energia dei composti inorganici ridotti che vengono ossidati rilasciando energia.

Processi dei chemiotrofi

I chemiotrofi differiscono oltre che per le fonti di energia anche per gli accettori di elettroni che utilizzano; questi organismi utilizzano 3 tipi principali di accettori in 3 processi differenti che sono:

• Fermentazione: Ossidazione del substrato senza partecipazione di accettori esogeni.
• Respirazione aerobica: Accettore finale di elettroni è l’ossigeno.
• Respirazione anaerobica: Accettore finale di elettroni non è l’ossigeno ma un diverso accettore esogeno, molto spesso di tipo inorganico (NO₃, SO₄^2-, CO₂, Fe³⁺, ecc.).

La resa energetica tra i processi di fermentazione e di respirazione è molto differente infatti l’accettore di elettroni nella fermentazione si trova nello stesso stato di ossidazione del nutriente.