Al igual que los humanos y otros animales, las bacterias necesitan respirar. En algunos casos, las bacterias usan el oxígeno para respirar, como lo hacen los humanos. En otras situaciones, las bacterias utilizan una o más moléculas diferentes como aceptor final de electrones para la respiración. El propósito de la respiración es proporcionar a la célula las moléculas apropiadas para crear energía en forma de trifosfato de adenosina, ATP. El ATP es la moneda de la energía de las células, lo que permite que se desarrollen procesos celulares importantes.

Glicólisis

La respiración bacteriana comienza con un paso, la glucólisis, que se ocupa principalmente de la descomposición del azúcar para crear ATP y subproductos importantes. En la glucólisis, una molécula orgánica conocida como piruvato suministra energía al ciclo de Kreb y se descompone en dos moléculas de acetil-CoA. El acetil-CoA es la principal fuente de carbono que ingresa al ciclo de Kreb para la producción de energía. El ciclo de Kreb utiliza estas moléculas para crear una pequeña cantidad de ATP y una gran cantidad de NADH + y FADH2. NADH + y FADH2 tienen una gran importancia al donar protones al potencial de membrana alrededor de la cadena de transporte de electrones, lo que impulsa aún más la producción de ATP.

El gradiente de protones

NADH + y FADH2 actúan como transportes de protones. Estas moléculas se mueven desde el ciclo de Kreb a la cadena de transporte de electrones y transportan protones. En la cadena de transporte de electrones, NADH + y FADH2 donan protones y aumentan el gradiente de protones en el exterior de la célula. Una vez que los protones se reubican fuera de la membrana celular, la célula está lista para comenzar a producir trifosfato de adenosina.

Cadena de transporte de electrones

Además del oxígeno, las bacterias pueden respirar con muchas moléculas inorgánicas y orgánicas diferentes. Según la Universidad Estatal de Ohio, las bacterias anaeróbicas utilizan moléculas inorgánicas como nitrato, sulfato y carbonato como aceptadores de electrones finales en lugar de oxígeno. Estas moléculas se encuentran al final de la cadena de transporte de electrones. La cadena de transporte de electrones en las bacterias utiliza los productos de la glucólisis, un proceso que descompone los azúcares, para crear un gradiente de protones en el exterior de la membrana celular. Luego, estos protones cruzan de nuevo la membrana celular, impulsando la adición de un grupo de fosfato al difosfato de adenosina, una molécula de adenosina con solo 2 grupos de fosfato, para producir trifosfato de adenosina.

Problemas

Mutaciones en los genes en el la cadena de transporte de electrones causa una función disminuida en la cadena, lo que puede hacer que la célula no produzca suficiente energía para vivir A menudo, las mutaciones en la cadena de transporte de electrones son perjudiciales; causan la muerte celular. Los procesos celulares simplemente no pueden continuar sin la energía producida a partir de la cadena de transporte de electrones.

Venenos

La cadena de transporte de electrones se puede bloquear mediante el uso de venenos. El veneno para ratas funciona al bloquear uno de los primeros pasos en la cadena de transporte de electrones. Otros venenos como el bloque de cianuro y monóxido de carbono se adentran en la cadena. El uso de venenos generalmente no se recomienda para controlar una población bacteriana problemática, ya que los venenos no distinguen entre las cadenas de transporte de electrones humanas y bacterianas.