Typy bakteriálního metabolismu a jejich vlastnosti

906
Basil Manning

The bakteriální metabolismus zahrnuje řadu chemických reakcí nezbytných pro život těchto organismů. Metabolismus je rozdělen na degradaci nebo katabolické reakce a syntézu nebo anabolické reakce..

Tyto organismy vykazují obdivuhodnou flexibilitu, pokud jde o jejich biochemické dráhy, jsou schopné využívat různé zdroje uhlíku a energie. Typ metabolismu určuje ekologickou roli každého mikroorganismu.

Zdroj: Dreamstime.com

Stejně jako eukaryotické linie jsou bakterie převážně tvořeny vodou (přibližně 80%) a zbytek v suché hmotnosti tvoří bílkoviny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy, peptidoglykany a další struktury. Bakteriální metabolismus pracuje na dosažení syntézy těchto sloučenin pomocí energie z katabolismu.

Bakteriální metabolismus se příliš neliší od chemických reakcí přítomných v jiných složitějších skupinách organismů. Například téměř u všech živých tvorů existují běžné metabolické dráhy, jako je například cesta rozpadu glukózy nebo glykolýza..

Přesná znalost nutričních podmínek, které bakterie potřebují pro svůj růst, je nezbytná pro tvorbu kultivačního média.

Rejstřík článků

  • 1 Druhy metabolismu a jejich charakteristiky
    • 1.1 Použití kyslíku: anaerobní nebo aerobní
    • 1.2 Živiny: základní a stopové prvky
    • 1.3 Kategorie výživy
    • 1.4 Fotoautotrofy
    • 1.5 Fotoheterotrofy
    • 1.6 Chemoautotrofy
    • 1.7 Chemoheterotrofy
  • 2 Aplikace
  • 3 Odkazy

Druhy metabolismu a jejich vlastnosti

Metabolismus bakterií je mimořádně různorodý. Tyto jednobuněčné organismy mají řadu metabolických „životních stylů“, které jim umožňují žít v oblastech s kyslíkem nebo bez kyslíku a také se liší mezi zdrojem uhlíku a energií, kterou používají..

Tato biochemická plasticita jim umožnila kolonizovat řadu různých stanovišť a hrát různé role v ekosystémech, které obývají. Popíšeme dvě klasifikace metabolismu, první souvisí s využitím kyslíku a druhá se čtyřmi kategoriemi výživy.

Využití kyslíku: anaerobní nebo aerobní

Metabolismus lze klasifikovat jako aerobní nebo anaerobní. U prokaryot, která jsou plně anaerobní (nebo obligátně anaerobní), je kyslík analogický s jedem. Proto musí žít v prostředích zcela bez toho..

V kategorii aerotolerantních anaerobů jsou bakterie schopné tolerovat kyslíkové prostředí, ale nejsou schopné buněčného dýchání - kyslík není konečným akceptorem elektronů.

Některé druhy mohou, ale nemusí používat kyslík, a jsou „fakultativní“, protože jsou schopné střídat tyto dva metabolismy. Rozhodnutí obecně souvisí s podmínkami prostředí.

Na druhém konci máme skupinu povinných aerobů. Jak název napovídá, tyto organismy se nemohou vyvíjet bez kyslíku, protože jsou nezbytné pro buněčné dýchání..

Živiny: základní a stopové prvky

Při metabolických reakcích bakterie odebírají živiny ze svého prostředí, aby získaly energii potřebnou pro jejich vývoj a údržbu. Živina je látka, která musí být začleněna, aby bylo zajištěno její přežití dodávkou energie..

Energie z absorbovaných živin se používá k syntéze základních složek prokaryotické buňky..

Živiny lze klasifikovat jako základní nebo základní, které zahrnují zdroje uhlíku, molekuly dusíku a fosfor. Mezi další živiny patří různé ionty, jako je vápník, draslík a hořčík.

Stopové prvky jsou vyžadovány pouze ve stopách nebo trasovaných množstvích. Mezi nimi je mimo jiné železo, měď, kobalt.

Některé bakterie nejsou schopné syntetizovat konkrétní aminokyselinu nebo určitý vitamin. Tyto prvky se nazývají růstové faktory. Logicky jsou růstové faktory velmi variabilní a do značné míry závisí na typu organismu.

Kategorie výživy

Bakterie lze rozdělit do nutričních kategorií s ohledem na zdroj uhlíku, který používají, a odkud získávají energii..

Uhlík lze čerpat z organických nebo anorganických zdrojů. Používají se termíny autotrofy nebo litotrofy, zatímco druhá skupina se nazývá heterotrofy nebo organotrofy..

Autotrofy mohou jako zdroj uhlíku používat oxid uhličitý a heterotrofy vyžadují pro svůj metabolismus organický uhlík..

Na druhou stranu existuje druhá klasifikace související s příjmem energie. Pokud je organismus schopen využívat energii ze slunce, zařadíme ji do kategorie fototrofů. Naproti tomu, pokud je energie extrahována z chemických reakcí, jsou to chemotrofní organismy..

Pokud zkombinujeme tyto dvě klasifikace, získáme čtyři hlavní nutriční kategorie bakterií (platí to i pro jiné organismy): fotoautotrofy, fotoheterotrofy, chemoautotrofy a chemoheterotrofy. Níže popíšeme každou z bakteriálních metabolických kapacit:

Fotoautotrofy

Tyto organismy provádějí fotosyntézu, kde světlo je zdrojem energie a oxid uhličitý je zdrojem uhlíku..

Stejně jako rostliny má tato bakteriální skupina pigment chlorofyl a, který jí umožňuje produkovat kyslík tokem elektronů. Existuje také pigment bakteriochlorofyl, který ve fotosyntetickém procesu neuvolňuje kyslík.

Fotoheterotrofy

Jako zdroj energie mohou používat sluneční světlo, ale neobracejí se na oxid uhličitý. Místo toho používají alkoholy, mastné kyseliny, organické kyseliny a sacharidy. Nejvýznamnějšími příklady jsou zelené nesírné a fialové nesírné bakterie..

Chemoautotrofy

Také se jim říká chemoautotrofy. Svou energii získávají oxidací anorganických látek, kterými fixují oxid uhličitý. Jsou běžné v hydroterminálních respirátorech v hlubokém oceánu..

Chemoheterotrofy

V druhém případě je zdrojem uhlíku a energie obvykle stejný prvek, například glukóza..

Aplikace

Znalosti bakteriálního metabolismu nesmírně přispěly k oblasti klinické mikrobiologie. Návrh optimálního kultivačního média určeného pro růst patogenu je založen na jeho metabolismu..

Kromě toho existují desítky biochemických testů, které vedou k identifikaci nějakého neznámého bakteriálního organismu. Tyto protokoly umožňují vytvoření extrémně spolehlivého taxonomického rámce..

Katabolický profil bakteriální kultury lze například rozpoznat pomocí testu oxidace / fermentace Hugh-Leifson..

Tato metodika zahrnuje růst v polotuhém médiu s glukózou a indikátorem pH. Oxidační bakterie tedy degradují glukózu, což je reakce, která je pozorována díky změně barvy indikátoru.

Stejným způsobem je možné určit, které cesty používají sledované bakterie, testováním jejich růstu na různých substrátech. Některé z těchto testů jsou: hodnocení fermentační dráhy glukózy, detekce kataláz, reakce cytochromoxidáz, mimo jiné..

Reference

  1. Negroni, M. (2009). Stomatologická mikrobiologie. Panamerican Medical Ed..
  2. Prats, G. (2006). Klinická mikrobiologie. Panamerican Medical Ed..
  3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, J. J., & de la Garza, J. J. P. (1999). Kompendium lékařské mikrobiologie. Elsevier Španělsko.
  4. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed..
  5. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Úvod do mikrobiologie. Panamerican Medical Ed..

Zatím žádné komentáře