Conceptos Fundamentales de Nutrición y Taxonomía en Biología

Nutrición

La nutrición es el proceso por el cual los seres vivos toman del medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para crecer, mantener sus funciones vitales y obtener energía.

Función de los Nutrientes

Los nutrientes cumplen dos fines principales:

• Fines energéticos: Proporcionan la energía necesaria para las actividades celulares.
• Fines biosintéticos: Suministran los componentes para la síntesis de nuevas moléculas y estructuras celulares.

Dependiendo de las cantidades que se requieren, los nutrientes se clasifican en macronutrientes y micronutrientes.

Clasificación Nutricional de Organismos

Los organismos se clasifican según su fuente principal de energía y carbono:

• Fotótrofos: Utilizan la luz como fuente de energía.
• Heterótrofos: Obtienen energía y carbono al oxidar compuestos orgánicos (carbono).
• Litótrofos: Obtienen energía al oxidar componentes inorgánicos.
• Autótrofos: Utilizan CO2 como su principal fuente de carbono.

Clases de Nutrientes

• Nutrientes Universales

  Son aquellos que utilizan la mayoría de los procariotas, incluyendo H2O, CO2, fosfatos y sales minerales.

  Ejemplo: Agua (H2O)

  • Es el principal constituyente del citoplasma.
  • Actúa como medio universal para las reacciones biológicas.
  • Fuente de obtención:
    • Endógena: Procedente de procesos de óxido-reducción (metabolismo).
    • Exógena: Procedente del medio ambiente.

• Nutrientes Particulares

  Son elementos específicos requeridos para la síntesis de macromoléculas esenciales. Ejemplos incluyen nitrógeno, azufre y fósforo, que son fundamentales para la síntesis de ADN, ARN, proteínas y ATP.

  Fuente de obtención: Se obtienen fijándolos de la atmósfera (en el caso del nitrógeno) o de compuestos inorgánicos.

• Factores de Crecimiento

  Son moléculas orgánicas específicas que las bacterias necesitan en pequeñas cantidades, ya que no pueden sintetizarlas por sí mismas.

  Fuente de obtención: Generalmente actúan como precursores de vitaminas o coenzimas.

Clasificación por Cantidad Requerida

Macronutrientes

Elementos requeridos en grandes cantidades: carbono (C), nitrógeno (N), fósforo (P), azufre (S), magnesio (Mg), potasio (K), sodio (Na), hierro (Fe) y calcio (Ca).

Micronutrientes (Oligoelementos)

Elementos requeridos en pequeñas cantidades: cromo (Cr), cobalto (Co), cobre (Cu), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), níquel (Ni), selenio (Se), zinc (Zn) y tungsteno (W).

Nutrientes Específicos y su Función

Fósforo (P)

Los fosfatos son hidrolizados por fosfatasas extracelulares o periplasmáticas. El fosfato se usa principalmente para la síntesis de los ácidos nucleicos y fosfolípidos, pero también aparece en coenzimas y proteínas.

Sales Minerales (Fuente de Aniones y Cationes)

• Potasio (K+): Interviene en la activación de una variedad de enzimas, incluyendo las que participan en la síntesis de proteínas. En bacterias Gram-positivas, está asociado con los ácidos teicoicos de la pared celular.
• Magnesio (Mg++): Estabiliza ribosomas, membranas y ácidos nucleicos. Actúa como cofactor en muchas reacciones, especialmente las que implican transferencia de grupos fosfato.
• Calcio (Ca++): Es un cofactor de ciertas enzimas, como las proteasas.
• Hierro (Fe++): Como ion ferroso, participa en muchas moléculas implicadas en procesos de respiración celular.

Taxonomía

La taxonomía, del griego taxis (rango) y nomos (nombre), es la ciencia encargada de la identificación, nomenclatura y clasificación de los seres vivos.

Permite organizar una gran cantidad de datos, hacer predicciones y plantear hipótesis sobre los microorganismos (m.o.).

Conceptos Clave en Taxonomía

• Clasificación: Agrupamiento ordenado de unidades en grupos dentro de unidades mayores.
• Nomenclatura: Denominación de las unidades definidas, regida por el Código Internacional de Nomenclatura de las Bacterias.

Reglas de Nomenclatura

1. Cada clase distinta de organismo se designa como una especie.
2. Las especies se nombran con dos vocablos latinos (nomenclatura binomial) para ajustarse a una denominación internacional característica.
3. La aplicación de los nombres está reglamentada.
4. Una ley de prioridad asegura el uso del nombre legítimo más antiguo disponible.

Clasificación de Woese: Los Tres Dominios

Carl Woese propuso una nueva clasificación taxonómica que reemplazó el sistema de los cinco reinos, dividiéndolo en los tres dominios principales:

• Dominio Bacteria

  Este dominio incluye a todas las bacterias, que son organismos unicelulares y procariotas. Son extremadamente diversas en términos de forma y funciones, y se encuentran en una amplia variedad de hábitats.

• Dominio Archaea

  Los organismos de este dominio, conocidos como arqueas, también son unicelulares y procariotas. Aunque comparten algunas similitudes con las bacterias, las arqueas tienen diferencias significativas en su bioquímica y estructura celular. A menudo se encuentran en ambientes extremos, como fuentes termales y salinos.

• Dominio Eukarya

  Este dominio incluye todos los organismos eucariotas, que tienen células con núcleos definidos y compartimentos internos. Los eucariotas son altamente diversos e incluyen plantas, hongos, animales y una amplia gama de microorganismos unicelulares como protozoos y algas.

El dominio es la más alta jerarquía taxonómica.

Subcategorías y Jerarquía Taxonómica

Una cepa es una subcategoría de especie, definida como un cultivo puro aislado de una especie bacteriana con alguna característica diferencial, y que puede propagarse a otros individuos. Es un cultivo puro de microorganismos (m.o.) procedentes de un aislado.

Jerarquía Taxonómica Estándar

La jerarquía taxonómica, de la categoría más amplia a la más específica, es la siguiente:

1. Dominio
2. Reino
3. Filo (o División)
4. Clase
5. Orden
6. Familia
7. Género
8. Especie