БАКТЕРИАЛЕН МЕТАБОЛИЗЪМ: ВИДОВЕ И ТЕХНИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Най- бактериална метаболизма включва поредица от химически реакции, необходими за живот на тези организми. Метаболизмът се разделя на разграждане или катаболни реакции и синтез или анаболни реакции.

Тези организми проявяват забележителна гъвкавост по отношение на биохимичните си пътища, като могат да използват различни източници на въглерод и енергия. Видът на метаболизма определя екологичната роля на всеки микроорганизъм.

Източник: pixabay.com

Подобно на еукариотните линии, бактериите се състоят главно от вода (около 80%), а останалите в сухо тегло, съставени от протеини, нуклеинови киселини, полизахариди, липиди, пептидогликан и други структури. Бактериалният метаболизъм работи за постигане на синтеза на тези съединения, използвайки енергията от катаболизъм.

Бактериалният метаболизъм не се различава много от химичните реакции, присъстващи в други по-сложни групи организми. Например, има общи метаболитни пътища в почти всички живи същества, като разпадането на глюкозата или пътя на гликолизата.

Точното познаване на хранителните условия, които бактериите изискват да растат, е от съществено значение за създаването на културни среди.

Видове метаболизъм и техните характеристики

Метаболизмът на бактериите е изключително разнообразен. Тези едноклетъчни организми имат разнообразен метаболитен „начин на живот“, който им позволява да живеят в райони със или без кислород, а също така варират между източника на въглерод и енергията, която използват.

Тази биохимична пластичност им позволи да колонизират редица разнообразни местообитания и да играят разнообразни роли в екосистемите, които обитават. Ще опишем две класификации на метаболизма, първата е свързана с използването на кислород, а втората с четирите хранителни категории.

Употреба на кислород: анаеробни или аеробни

Метаболизмът може да бъде класифициран като аеробен или анаеробен. За прокариотите, които са напълно анаеробни (или облигационни анаероби), кислородът е аналог на отровата. Следователно те трябва да живеят в среда, напълно свободна от него.

В категорията на аеротолерантните анаероби бактериите са в състояние да понасят кислородна среда, но не са способни на клетъчно дишане - кислородът не е последният приемник на електрон.

Някои видове могат или не могат да използват кислород и са „факултативни“, тъй като са в състояние да редуват двата метаболизма. Като цяло решението е свързано с условията на околната среда.

В другата крайност имаме групата на задължителните аероби. Както подсказва името, тези организми не могат да се развиват при липса на кислород, тъй като това е от съществено значение за клетъчното дишане.

Хранителни вещества: основни вещества и микроелементи

При метаболитни реакции бактериите вземат хранителни вещества от околната си среда, за да извлекат енергията, необходима за тяхното развитие и поддържане. Хранителното вещество е вещество, което трябва да бъде включено, за да гарантира оцеляването му чрез доставката на енергия.

Енергията от абсорбираните хранителни вещества се използва за синтеза на основните компоненти на прокариотната клетка.

Хранителните вещества могат да бъдат класифицирани като основни или основни, които включват източници на въглерод, азотни молекули и фосфор. Други хранителни вещества включват различни йони, като калций, калий и магнезий.

Микроелементите се изискват само в следи или следи. Сред тях е желязо, мед, кобалт, наред с други.

Някои бактерии не са в състояние да синтезират определена аминокиселина или определен витамин. Тези елементи се наричат ​​фактори на растеж. Логично факторите на растеж са силно променливи и до голяма степен зависят от вида на организма.

Хранителни категории

Бактериите могат да бъдат класифицирани в хранителни категории, като се вземат предвид източника на въглерод, който използват и откъде черпят енергията си.

Въглеродът може да се приема от органични или неорганични източници. Използват се термините автотрофи или литотрофи, докато другата група се нарича хетеротрофи или органотрофи.

Автотрофите могат да използват въглероден диоксид като източник на въглерод, а хетеротрофите изискват органичен въглерод за метаболизма.

От друга страна, има втора класификация, свързана с приема на енергия. Ако организмът е способен да използва енергията от слънцето, ние я класифицираме в категорията на фототрофите. За разлика от тях, ако енергията се извлича от химичните реакции, те са хемотрофни организми.

Ако комбинираме тези две класификации, ще получим четирите основни хранителни категории бактерии (важи и за други организми): фотоавтотрофи, фотохетеротрофи, хемоавтотрофи и хемохетеротрофи. По-долу ще опишем всеки от бактериалните метаболитни способности:

Photoautotrophs

Тези организми извършват фотосинтеза, където светлината е източник на енергия, а въглеродният диоксид е източникът на въглерод.

Подобно на растенията, тази бактериална група има пигмента хлорофил a, който му позволява да произвежда кислород чрез поток от електрони. Има и пигментният бактериохлорофил, който не отделя кислород при фотосинтетичния процес.

Photoheterotrophs

Те могат да използват слънчевата светлина като източник на енергия, но не се обръщат към въглероден диоксид. Вместо това те използват алкохоли, мастни киселини, органични киселини и въглехидрати. Най-известните примери са зелените не-сярни и лилавите не-серни бактерии.

Chemoautotrophs

Наричат ​​се също хемоавтотрофи. Те получават своята енергия чрез окисляване на неорганични вещества, с които фиксират въглероден диоксид. Те са често срещани в хидротерминалните респиратори в дълбокия океан.

Chemoheterotrophs

В последния случай източникът на въглерод и енергия обикновено е един и същ елемент, например глюкозата.

Приложения

Познаването на бактериалния метаболизъм допринесе изключително за областта на клиничната микробиология. Проектирането на оптимални среди за култура, предназначени за растежа на някакъв интерес от патогена, се основава на неговия метаболизъм.

Освен това има десетки биохимични тестове, които водят до идентификация на някакъв неизвестен бактериален организъм. Тези протоколи позволяват да се установи изключително надеждно таксономично рамкиране.

Например, катаболичният профил на бактериална култура може да бъде разпознат чрез прилагане на теста за окисляване / ферментация на Хю-Лайфсон.

Тази методология включва растеж в полутвърда среда с глюкоза и pH индикатор. Така окислителните бактерии разграждат глюкозата, реакция, която се наблюдава благодарение на промяната на цвета в индикатора.

По подобен начин е възможно да се установи кои пътища представляват интересуващите бактерии чрез тестване на растежа им на различни субстрати. Някои от тези тестове са: оценка на пътя на ферментацията на глюкозата, откриване на каталази, реакция на цитохром оксидази, наред с други.

Препратки

1. Негрони, М. (2009). Стоматологична микробиология. Panamerican Medical Ed.
2. Prats, G. (2006). Клинична микробиология. Panamerican Medical Ed.
3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999). Комплекс по медицинска микробиология. Elsevier Испания.
4. Садава, D., & Purves, WH (2009). Живот: Науката за биологията. Panamerican Medical Ed.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Въведение в микробиологията. Panamerican Medical Ed.