BAKTĒRIJU METABOLISMS: VEIDI UN TO ĪPAŠĪBAS - BIOLOĢIJA - 2025

Baktēriju metabolisms ietver virkni ķīmisko reakciju nepieciešamo dzīvei šo organismu. Metabolismu sadala sadalīšanās vai kataboliskās reakcijās un sintēzes vai anaboliskajās reakcijās.

Šie organismi ir apbrīnojami elastīgi attiecībā uz to bioķīmiskajiem ceļiem, jo ​​tie var izmantot dažādus oglekļa un enerģijas avotus. Metabolisma veids nosaka katra mikroorganisma ekoloģisko lomu.

Avots: pixabay.com

Tāpat kā eikariotu ciltsrakstus, baktērijas galvenokārt veido ūdens (apmēram 80%), bet pārējā svara daļa sastāv no olbaltumvielām, nukleīnskābēm, polisaharīdiem, lipīdiem, peptidoglikāna un citām struktūrām. Baktēriju metabolisms darbojas, lai panāktu šo savienojumu sintēzi, izmantojot katabolisma enerģiju.

Baktēriju metabolisms daudz neatšķiras no ķīmiskajām reakcijām, kas notiek citās sarežģītākās organismu grupās. Piemēram, gandrīz visās dzīvās lietās ir kopīgi metabolisma ceļi, piemēram, glikozes sadalīšanās vai glikolīzes ceļš.

Lai izveidotu barotni, ir precīzi jāpārzina barības apstākļi, kas baktērijām nepieciešami augšanai.

Metabolisma veidi un to īpašības

Baktēriju metabolisms ir ārkārtīgi daudzveidīgs. Šiem vienšūnu organismiem ir daudzveidīgs vielmaiņas "dzīvesveids", kas ļauj tiem dzīvot apgabalos ar skābekli vai bez tā, kā arī atšķiras atkarībā no oglekļa avota un enerģijas, kuru viņi izmanto.

Šī bioķīmiskā plastika ļāva viņiem kolonizēt daudzveidīgu biotopu virkni un spēlēt daudzveidīgu lomu ekosistēmās, kurās viņi dzīvo. Mēs aprakstīsim divas metabolisma klasifikācijas, pirmā ir saistīta ar skābekļa izmantošanu un otrā - četrām uztura kategorijām.

Skābekļa izmantošana: anaeroba vai aeroba

Metabolismu var klasificēt kā aerobo vai anaerobo. Prokariotiem, kas ir pilnīgi anaerobie (vai obligāti anaerobie), skābeklis ir analogs indēm. Tāpēc viņiem jādzīvo vidēs, kurās tas ir pilnīgi brīvs.

Aerotolerantu anaerobu kategorijā baktērijas spēj izturēt skābekļa vidi, bet nespēj veikt šūnu elpošanu - skābeklis nav galīgais elektronu akceptors.

Dažas sugas var vai nevar izmantot skābekli, un tās ir "fakultatīvas", jo tās var pārmaiņus mainīt divas metabolismus. Parasti lēmums ir saistīts ar vides apstākļiem.

Otrkārt, mums ir obligāto aerobu grupa. Kā norāda nosaukums, šie organismi nevar attīstīties bez skābekļa trūkuma, jo tas ir svarīgi šūnu elpošanai.

Uzturvielas: svarīgākās vielas un mikroelementi

Metabolisma reakcijās baktērijas no savas vides ņem barības vielas, lai iegūtu enerģiju, kas nepieciešama to attīstībai un uzturēšanai. Uzturviela ir viela, kas jāiekļauj, lai garantētu tās izdzīvošanu ar enerģijas piegādi.

Enerģija no absorbētajām barības vielām tiek izmantota prokariotu šūnas pamatkomponentu sintēzei.

Uzturvielas var klasificēt kā būtiskas vai pamata, kas ietver oglekļa avotus, slāpekļa molekulas un fosforu. Citas barības vielas satur dažādus jonus, piemēram, kalciju, kāliju un magniju.

Mikroelementi ir nepieciešami tikai mikroelementos vai daudzumos. Starp tiem ir dzelzs, varš, kobalts.

Dažas baktērijas nespēj sintezēt noteiktu aminoskābi vai noteiktu vitamīnu. Šos elementus sauc par augšanas faktoriem. Loģiski, ka augšanas faktori ir ļoti mainīgi un lielā mērā ir atkarīgi no organisma veida.

Uztura kategorijas

Baktērijas var iedalīt uztura kategorijās, ņemot vērā oglekļa avotu, ko viņi izmanto, un kur viņi iegūst enerģiju.

Oglekli var iegūt no organiskiem vai neorganiskiem avotiem. Tiek izmantoti termini autotrofi vai litotrofi, bet otru grupu sauc par heterotrofiem vai organotrofiem.

Autotrofos kā oglekļa avotu var izmantot oglekļa dioksīdu, un heterotrofiem metabolismam nepieciešams organiskais ogleklis.

No otras puses, ir arī otrā klasifikācija, kas saistīta ar enerģijas patēriņu. Ja organisms ir spējīgs izmantot saules enerģiju, mēs to klasificējam fototrofu kategorijā. Turpretī, ja enerģiju iegūst no ķīmiskām reakcijām, tie ir chemotrofiski organismi.

Ja mēs apvienojam šīs divas klasifikācijas, mēs iegūsim četras galvenās baktēriju barības kategorijas (tas attiecas arī uz citiem organismiem): fotoautotrofus, fotoheterotrofus, chemoautotrofus un chemoheterotrofus. Zemāk mēs aprakstīsim katru baktēriju metabolisma spēju:

Fotoautotrofi

Šie organismi veic fotosintēzi, kur enerģijas avots ir gaisma, bet oglekļa dioksīds - oglekļa dioksīds.

Tāpat kā augiem, arī šai baktēriju grupai ir pigments hlorofils a, kas ļauj tai radīt skābekli caur elektronu plūsmu. Ir arī pigmenta baktēriju hlorofils, kas fotosintēzes procesā neizdala skābekli.

Fotoheterotrofi

Viņi var izmantot saules gaismu kā savu enerģijas avotu, bet tie nepievēršas oglekļa dioksīdam. Tā vietā viņi izmanto spirtus, taukskābes, organiskās skābes un ogļhidrātus. Visizcilākie piemēri ir zaļās bez sēra un purpura baktērijas, kas nesatur sēru.

Chemoautotrofi

Saukts arī par chemoautotrofiem. Viņi savu enerģiju iegūst, oksidējot neorganiskas vielas, ar kurām tās piestiprina oglekļa dioksīdu. Tie ir izplatīti hidroterminālajos respiratoros dziļajā okeānā.

Chemoheterotrofi

Pēdējā gadījumā oglekļa un enerģijas avots parasti ir viens un tas pats elements, piemēram, glikoze.

Lietojumprogrammas

Zināšanas par baktēriju metabolismu ir devušas milzīgu ieguldījumu klīniskās mikrobioloģijas jomā. Optimāla barotnes dizains, kas paredzēts kāda interesējoša patogēna augšanai, ir balstīts uz tā metabolismu.

Turklāt ir desmitiem bioķīmisko testu, kuru rezultātā tiek identificēts kāds nezināms baktēriju organisms. Šie protokoli ļauj izveidot ārkārtīgi ticamu taksonomisko ietvaru.

Piemēram, baktēriju kultūras katabolisko profilu var atpazīt, izmantojot Hjū-Leifsona oksidācijas / fermentācijas testu.

Šī metodika ietver augšanu pusšķidrā barotnē ar glikozi un pH indikatoru. Tādējādi oksidatīvās baktērijas noārda glikozi - reakcija, kas tiek novērota, pateicoties indikatora krāsas maiņai.

Līdzīgi ir iespējams noteikt, kādos ceļos baktērijas izmanto, pārbaudot to augšanu uz dažādiem substrātiem. Daži no šiem testiem ir: glikozes fermentācijas ceļa novērtēšana, katalāžu noteikšana, citohroma oksidāžu reakcija, cita starpā.

Atsauces

1. Negroni, M. (2009). Stomatoloģiskā mikrobioloģija. Panamerican Medical Ed.
2. Prats, G. (2006). Klīniskā mikrobioloģija. Panamerican Medical Ed.
3. Rodrigess, Dž. Á. G., Picazo, JJ, un de la Garza, JJP (1999). Medicīniskās mikrobioloģijas apkopojums. Elsevier Spānija.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Dzīve: bioloģijas zinātne. Panamerican Medical Ed.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Ievads mikrobioloģijā. Panamerican Medical Ed.