Bacterias aeróbicas y anaeróbicas: Comparación y diferencias

Mundo anaeróbico

Imagínese un mundo sin oxígeno. Es posible que se esté imaginando un páramo yermo como la luna, pero en este escenario, la imagen es todo lo contrario. El medio ambiente está lleno de volcanes calientes que arrojan sustancias químicas que dan vida al mundo acuoso. De alguna manera, las criaturas coexisten con miles de otras especies, todas prosperando en este ecosistema único. ¿Qué son estas criaturas? Son bacterias anaeróbicas . Son organismos unicelulares que no necesitan oxígeno para sobrevivir y, de hecho, el oxígeno los matará. Viven en las fuentes hidrotermales de la parte más profunda de los océanos y utilizan productos químicos en lugar de la luz solar para producir alimentos.

Hoy, aprenderemos sobre las bacterias anaeróbicas que no necesitan oxígeno para sobrevivir, así como sobre sus contrapartes conocidas, las aerobias, que sí necesitan oxígeno. Pero primero, ¿qué son las bacterias?

Bacterias

Las bacterias son organismos pequeños unicelulares que no tienen núcleo (un compartimento para contener su ADN). Se les llama procariotas. Otras células más complejas, como las de nuestro cuerpo, se denominan eucariotas.

Las bacterias pueden ser anaeróbicas o aeróbicas. Aerobio significa que involucra oxígeno, por lo que las bacterias anaeróbicas pueden sobrevivir sin oxígeno. Normalmente, los organismos usan oxígeno para producir energía, pero estos organismos han encontrado formas de evitar esto. Todos los organismos producen energía a través de la respiración celular, pero lo hacen de manera diferente dependiendo de si son anaeróbicos o aeróbicos. En esta lección veremos los diferentes tipos de respiración celular y luego mostraremos algunos ejemplos de cada tipo de bacteria.

Tipos de respiración celular

Antes de comenzar, repasemos algunos conceptos básicos sobre la respiración celular. Durante la respiración celular, las células utilizan una serie de reacciones químicas llamadas reacciones de oxidación-reducción para mover los electrones. Las células toman electrones del azúcar o glucosa y usan la energía almacenada en ellos para producir ATP , o la moneda de energía de la célula. Piense en la respiración celular como una fábrica donde entran materias primas como la glucosa, se convierten en productos y luego se venden para ganar dinero o ATP.

Respiración anaerobica

Todas las bacterias anaeróbicas producen energía sin oxígeno. Lo hacen de dos maneras, ya sea mediante ácido láctico o fermentación alcohólica. Durante la fermentación del ácido láctico , las células usan una molécula llamada NADH para tomar electrones de la glucosa. El NADH utiliza la energía almacenada en los electrones para producir ATP y convertir la glucosa en piruvato. Este proceso se llama glucólisis y es el primer paso en todas las formas de respiración celular. En la fermentación del ácido láctico, el siguiente paso es piruvato a ácido láctico. El ácido láctico, aunque es un producto de desecho de las bacterias, se puede utilizar para hacer alimentos para humanos, como el yogur.

La otra forma en que los anaerobios producen energía es mediante la fermentación alcohólica o con etanol. Al igual que en la fermentación del ácido láctico, el NADH toma electrones de la glucosa y los convierte en piruvato durante la glucólisis. A partir de aquí, el piruvato se convierte en etanol en lugar de ácido láctico. Este es el mismo etanol que encontramos en bebidas como el vino y la cerveza. La fermentación alcohólica también produce dióxido de carbono, que le da carbonatación a la cerveza.

Respiración aeróbica

Las bacterias aeróbicas son mucho más eficientes para producir energía. Los anaerobios solo producen dos moléculas de ATP por glucosa, pero los aerobios pueden producir hasta 38 ATP por glucosa. La respiración aeróbica se puede dividir en tres pasos: glucólisis, ciclo del ácido cítrico y fosforilación oxidativa.

La glucólisis ocurre de la misma manera que las bacterias anaeróbicas. La glucosa se convierte en piruvato y el NADH recoge electrones. Pero en lugar de detenerse allí, los aerobios toman el piruvato y lo llevan a otro paso llamado ciclo del ácido cítrico . Aquí, más NADH y algo de ATP se produce a partir del piruvato en una serie de reacciones químicas y el dióxido de carbono se produce como desecho. Después de eso, todo el NADH se dirige a las mitocondrias, o fuente de energía de las células aeróbicas. Allí, la célula trabaja duro para recolectar mucha energía de los electrones almacenados en NADH usando oxígeno.

Anaerobios y aerobios útiles

Aunque normalmente pensamos que las bacterias causan infecciones, tanto los aerobios como los anaerobios son útiles para nosotros. El anaerobio lactobacillus bulgarius realiza la fermentación del ácido láctico, lo que proporciona el sabor ácido y los beneficios nutricionales que obtenemos del yogur. Las bacterias también pueden ser útiles para las plantas. La bacteria del suelo aeróbica rhizobium vive en simbiosis con las raíces de las plantas. Las bacterias convierten el nitrógeno en una forma que las plantas necesitan para crecer y, a su vez, obtener un hogar de las plantas.

Anaerobios y aerobios nocivos

Si alguna vez ve una lata con tapa expandida después de sellarla, ¡tenga cuidado! Esto puede contener el peligroso anaerobio clostridium botulinum que causa intoxicación por botulismo. Utiliza la fermentación del etanol para producir energía y se puede encontrar en el suelo y ocasionalmente en alimentos enlatados. La bacteria produce una toxina llamada botulismo que puede causar parálisis y muerte si se consume.

Las bacterias aeróbicas tampoco son siempre nuestras mejores amigas. Mycobacterium tuberculosis es el agente causante de la tuberculosis, una enfermedad muy infecciosa de los pulmones. Esta bacteria aeróbica tiene paredes celulares muy gruesas, lo que dificulta que el cuerpo la destruya. Infecta los pulmones de los pacientes, provocando una tos espesa con mucosidad sanguinolenta.

Resumen de la lección

En resumen, las bacterias son microbios unicelulares sin núcleo. Las bacterias anaeróbicas producen ATP sin oxígeno. Hacen fermentación con ácido láctico , donde se usa glucosa para producir ácido láctico y dos ATP, o fermentación con etanol, que también usa glucosa pero produce dióxido de carbono, etanol y dos ATP. Las bacterias aeróbicas usan oxígeno y glucosa para producir 36-38 ATP y dióxido de carbono. Lo hacen a través de tres pasos, glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa, donde se usa oxígeno.

Respiración aeróbica vs anaeróbica

Los resultados del aprendizaje

Cuando haya terminado, debería poder:

• Indique algunas de las características de las bacterias.
• Explica cómo las bacterias crean energía.
• Comparar los procesos respiratorios de bacterias aeróbicas y anaeróbicas.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador