Nutrición y Metabolismo.
Generalidades del metabolismo. Nutrición microbiana. Medios de cultivo. Energética. Catálisis y enzimas. Oxidación-reducción. Transportadores de electrones. Compuestos altamente energéticos. Fermentación y fosforilación de sustratos. Glucolisis: la ruta de Embden-Meyerhof. La respiración. Sistemas transportadores de electrones. Conservación de energía desde el transporte de electrones. El flujo de carbono: ciclo del ácido cítrico. Balance de la respiración aeróbica y almacenamiento de energía. Modos alternativos de generación de energía. Vías biosintéticas: anabolismo. Metabolismo de los azúcares. Biosíntesis de aminoácidos. Biosíntesis de purinas y pirimidinas. Biosíntesis de ácidos grasos.
Una característica clave de un sistema vivo es la capacidad de dirigir las reacciones químicas y organizar las moléculas en estructuras específicas. La expresión última de esta organización es la propia replicación (crecimiento). El término metabolismo se refiere a todos los procesos químicos que tienen lugar dentro de una célula.
Las células microbianas están construidas de sustancias químicas de una amplia diversidad de tipos y, cuando una célula crece, todos sus constituyentes químicos aumentan en cantidad apropiada. Los elementos químicos básicos de un célula vienen del exterior, pero estos elementos químicos son transformados por la propia célula en los constituyentes característicos. Los productos químicos exteriores a partir de los cuales se construye una célula se denominan nutrientes. Los nutrientes son tomados por la célula y transformados en constituyentes celulares. El proceso por el que una célula se construye a partir de nutrientes simples tomados del medio exterior se denomina anabolismo. Debido a que el anabolismo da como resultados la biosíntesis bioquímica de nuevo material celular, también se le conoce como biosíntesis.
La biosíntesis es un proceso que requiere energía y, cada célula, debe poseer los medios de generar energía. Las células también necesitan energía para otras funciones tales como movimiento celular (motilidad) y transporte de nutrientes. Como otros nutrientes, la fuente de energía se obtiene también del medio exterior celular, de tal manera que se pueden usar dos fuentes de energía: luz y compuestos químicos. Aunque es cierto que un determinado número de microorganismos obtienen su energía de la luz, la mayor parte lo hacen por oxidación de compuestos químicos. Los productos químicos utilizados como fuentes de energía son rotos en constituyentes más simples y si esto ocurre es cuando se libera la energía. A este proceso se le denomina catabolismos. Las reacciones catabólicas son la parte central de este apartado.
Las enzimas son los biocatalizadores de las células y las reacciones bioquímicas que una célula puede llevar a cabo están en función de su juego de enzimas. En la imagen se muestra un modelo molecular de la lisozima, que cataliza la ruptura de los enlaces glucosídicos en el peptidoglicano y puede por tanto destruir las bacterias.