БАКТЕРІАЛЬНИЙ ОБМІН: ВИДИ ТА ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКА - БІОЛОГІЯ - 2025

Бактеріальний метаболізм включає в себе ряд хімічних реакцій , необхідних для життя цих організмів. Метаболізм поділяється на деградаційні або катаболічні реакції та синтез чи анаболічні реакції.

Ці організми виявляють неабияку гнучкість з точки зору своїх біохімічних шляхів, вміючи використовувати різні джерела вуглецю та енергії. Тип обміну речовин визначає екологічну роль кожного мікроорганізму.

Джерело: pixabay.com

Як і еукаріотичні лінії, бактерії в основному складаються з води (близько 80%), а решта - в сухому вазі, що складається з білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів, пептидоглікан та інших структур. Бактеріальний метаболізм працює для досягнення синтезу цих сполук, використовуючи енергію від катаболізму.

Бактеріальний метаболізм мало чим відрізняється від хімічних реакцій, присутніх в інших більш складних групах організмів. Наприклад, у всіх живих істот існують загальні метаболічні шляхи, такі як розпад глюкози або шлях гліколізу.

Точне знання харчових умов, які потребують вирощування бактерій, є важливим для створення культурних середовищ.

Види обміну речовин та їх характеристика

Метаболізм бактерій надзвичайно різноманітний. Ці одноклітинні організми мають різноманітний метаболічний "спосіб життя", який дозволяє їм жити в районах з киснем або без нього, а також змінюється між джерелом вуглецю та енергією, яку вони використовують.

Ця біохімічна пластичність дозволила колонізувати низку різноманітних середовищ існування та відігравати різноманітні ролі в екосистемах, які вони мешкають. Ми опишемо дві класифікації обміну речовин, перша стосується використання кисню, а друга - чотирьох категорій харчування.

Використання кисню: анаеробний або аеробний

Метаболізм можна класифікувати як аеробний або анаеробний. Для прокаріотів, які є повністю анаеробними (або облігатними анаеробами), кисень є аналогом отрути. Тому вони повинні жити в умовах, повністю вільних від цього.

У межах категорії аеротолерантних анаеробів бактерії здатні переносити кисневе середовище, але не здатні до клітинного дихання - кисень не є кінцевим акцептором електронів.

Окремі види можуть або не можуть використовувати кисень і є "факультативними", оскільки вони здатні чергувати два метаболізми. Як правило, рішення пов'язане з умовами навколишнього середовища.

З іншого боку, у нас є група облігатних аеробів. Як випливає з назви, ці організми не можуть розвиватися за відсутності кисню, оскільки це важливо для клітинного дихання.

Поживні речовини: необхідні речовини та мікроелементи

При метаболічних реакціях бактерії забирають поживні речовини із свого середовища, щоб видобути енергію, необхідну для їх розвитку та утримання. Поживна речовина - це речовина, яка повинна бути включена для забезпечення її виживання за рахунок постачання енергії.

Енергія, що поглинається поживними речовинами, використовується для синтезу основних компонентів клітини прокаріотів.

Поживні речовини можна класифікувати як основні або основні, які включають джерела вуглецю, молекули азоту та фосфор. Інші поживні речовини включають різні іони, такі як кальцій, калій та магній.

Мікроелементи потрібні лише в слідах або слідах. Серед них залізо, мідь, кобальт, серед інших.

Певні бактерії не здатні синтезувати конкретну амінокислоту або певний вітамін. Ці елементи називаються факторами росту. За логікою, фактори росту широко мінливі і багато в чому залежать від типу організму.

Харчові категорії

Бактерії можна класифікувати за категоріями харчування, враховуючи джерело вуглецю, яке вони використовують, і звідки вони отримують свою енергію.

Вуглець можна брати з органічних або неорганічних джерел. Вживаються терміни автотрофи або літотрофи, а інша група називається гетеротрофами або органотрофами.

Автотрофи можуть використовувати вуглекислий газ як джерело вуглецю, а гетеротрофи потребують органічного вуглецю для метаболізму.

З іншого боку, існує друга класифікація, що стосується споживання енергії. Якщо організм здатний використовувати енергію від сонця, ми класифікуємо її до категорії фототрофів. На відміну від них, якщо енергію отримують від хімічних реакцій, вони є хемотрофними організмами.

Якщо поєднати ці дві класифікації, ми отримаємо чотири основні харчові категорії бактерій (це стосується і інших організмів): фотоавтотрофи, фотогетеротрофи, хемоавтотрофи та хемогетеротрофи. Нижче ми опишемо кожну з можливостей метаболізму бактерій:

Фотоавтотрофи

Ці організми здійснюють фотосинтез, де світло є джерелом енергії, а вуглекислий газ - джерело вуглецю.

Як і рослини, ця бактеріальна група має пігмент хлорофіл a, який дозволяє їй виробляти кисень через потік електронів. Є також пігментний бактеріохлорофіл, який не виділяє кисень у процесі фотосинтезу.

Фотогетеротрофи

Вони можуть використовувати сонячне світло як своє джерело енергії, але вони не перетворюються на вуглекислий газ. Натомість вони використовують спирти, жирні кислоти, органічні кислоти та вуглеводи. Найвизначніші приклади - зелені не сірчані та фіолетові не сірчані бактерії.

Хемоавтотрофи

Також називають хемоавтотрофами. Вони отримують свою енергію шляхом окислення неорганічних речовин, за допомогою яких вони фіксують вуглекислий газ. Вони поширені у гідротермінальних респіраторах у глибокому океані.

Хемогетеротрофи

В останньому випадку джерелом вуглецю та енергії зазвичай є один і той же елемент, наприклад, глюкоза.

Програми

Знання бактеріального обміну внесли величезний внесок у область клінічної мікробіології. Розробка оптимальних культурних середовищ, розроблених для росту певного збудника, що цікавить, базується на його метаболізмі.

Крім того, є десятки біохімічних тестів, які призводять до ідентифікації якогось невідомого бактеріального організму. Ці протоколи дозволяють встановити надзвичайно надійне таксономічне обрамлення.

Наприклад, катаболічний профіль бактеріальної культури можна розпізнати, застосовуючи тест на окислення / бродіння Х'ю-Лейфсона.

Ця методологія включає зростання напівтвердого середовища з глюкозою та показником рН. Таким чином, окислювальні бактерії руйнують глюкозу - реакцію, яка спостерігається завдяки зміні кольору індикатора.

Так само можна встановити, якими шляхами користуються цікаві бактерії, випробувавши їх ріст на різних субстратах. Деякі з цих тестів: оцінка шляху ферментації глюкози, виявлення каталаз, реакція цитохромоксидаз, серед інших.

Список літератури

1. Негроні, М. (2009). Стоматологічна мікробіологія. Panamerican Medical Ed.
2. Праць, Г. (2006). Клінічна мікробіологія. Panamerican Medical Ed.
3. Родрігес, Ж.А. G., Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999). Компендіум медичної мікробіології. Elsevier Іспанія.
4. Садава, Д., І Purves, WH (2009). Життя: Наука про біологію. Panamerican Medical Ed.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Вступ до мікробіології. Panamerican Medical Ed.