Typy metabolizmu bakterii i ich charakterystyka



The metabolizm bakteryjny Obejmuje szereg reakcji chemicznych niezbędnych do życia tych organizmów. Metabolizm dzieli się na reakcje degradacji lub kataboliczne oraz reakcje syntetyczne lub anaboliczne.

Organizmy te wykazują godną podziwu elastyczność w swoich szlakach biochemicznych, będąc w stanie wykorzystywać różne źródła węgla i energii. Rodzaj metabolizmu określa rolę ekologiczną każdego mikroorganizmu.

Podobnie jak linie eukariotyczne, bakterie składają się głównie z wody (około 80%), a reszta w suchej masie, złożonej z białek, kwasów nukleinowych, polisacharydów, lipidów, peptydoglikanów i innych struktur. Metabolizm bakterii działa na rzecz syntezy tych związków, wykorzystując energię katabolizmu.

Metabolizm bakterii nie różni się zbytnio od reakcji chemicznych występujących w innych grupach bardziej złożonych organizmów. Na przykład, istnieją szlaki metaboliczne wspólne dla prawie wszystkich żywych istot, takie jak szlak degradacji glukozy lub glikoliza.

Dokładna znajomość warunków żywieniowych, które bakterie wymagają wzrostu, jest niezbędna do tworzenia pożywek hodowlanych.

Indeks

  • 1 Rodzaje metabolizmu i ich cechy
    • 1.1 Stosowanie tlenu: beztlenowe lub tlenowe
    • 1.2 Składniki odżywcze: niezbędne składniki i oligoelementy
    • 1.3 Kategorie żywieniowe
    • 1.4 Photoautotrofy
    • 1.5 Fotoheterotrofy
    • 1.6 Chemoautotrofy
    • 1.7 Chemoheterotrofy
  • 2 Aplikacje
  • 3 referencje

Rodzaje metabolizmu i ich cechy

Metabolizm bakterii jest niezwykle zróżnicowany. Te jednokomórkowe organizmy mają różne „style życia” metaboliczne, które pozwalają im żyć w obszarach z tlenem lub bez tlenu, a także różnią się między źródłem węgla a energią, której używają.

Ta plastyczność biochemiczna pozwoliła im skolonizować szereg różnorodnych siedlisk i odgrywać różne role w ekosystemach, które zamieszkują. Opiszemy dwie klasyfikacje metabolizmu, pierwsza związana jest z użyciem tlenu, a druga z czterema kategoriami żywieniowymi.

Wykorzystanie tlenu: beztlenowe lub tlenowe

Metabolizm można sklasyfikować jako tlenowy lub beztlenowy. W przypadku prokariotów całkowicie beztlenowych (lub bezwzględnych beztlenowców) tlen jest analogiczny do trucizny. Z tego powodu muszą żyć w środowiskach całkowicie wolnych od tego.

W kategorii beztlenowców tolerujących aero, wejdź do bakterii zdolnych do tolerowania tlenu za pomocą tlenu, ale nie są w stanie wykonać oddychania komórkowego - tlen nie jest ostatecznym akceptorem elektronów.

Niektóre gatunki mogą lub nie mogą korzystać z tlenu i są „fakultatywne”, ponieważ są zdolne do naprzemiennego metabolizmu. Zasadniczo decyzja dotyczy warunków środowiskowych.

Z drugiej strony mamy grupę aerobów zobowiązaną. Jak sama nazwa wskazuje, organizmy te nie mogą rozwijać się w nieobecności tlenu, ponieważ jest to niezbędne do oddychania komórkowego.

Składniki odżywcze: niezbędne składniki i pierwiastki śladowe

W reakcjach metabolicznych bakterie pobierają składniki odżywcze ze swojego środowiska, aby uzyskać energię niezbędną do ich rozwoju i utrzymania. Substancja odżywcza to substancja, którą należy włączyć, aby zapewnić jej przetrwanie dzięki dostarczaniu energii.

Energia pochodząca z pochłoniętych składników odżywczych jest wykorzystywana do syntezy podstawowych składników komórki prokariotycznej.

Składniki odżywcze można sklasyfikować jako niezbędne lub podstawowe, które obejmują źródła węgla, cząsteczki z azotem i fosforem. Inne składniki odżywcze obejmują różne jony, takie jak wapń, potas i magnez.

Pierwiastki śladowe są konieczne tylko w śladowych ilościach lub śladowych ilościach. Wśród nich jest między innymi żelazo, miedź, kobalt.

Niektóre bakterie nie są zdolne do syntezy żadnego konkretnego aminokwasu lub pewnej witaminy. Te elementy nazywane są czynnikami wzrostu. Logicznie rzecz biorąc, czynniki wzrostu są bardzo zmienne i zależą w dużym stopniu od rodzaju organizmu.

Kategorie żywieniowe

Możemy klasyfikować bakterie do kategorii składników odżywczych, biorąc pod uwagę źródło węgla, z którego korzystają i gdzie pobierają energię.

Węgiel można pobierać ze źródeł organicznych lub nieorganicznych. Używane są określenia autotrofy lub litotrofy, podczas gdy druga grupa jest nazywana heterotrofami lub organotrofami.

Autotrofy mogą wykorzystywać dwutlenek węgla jako źródło węgla, a heterotrofy wymagają węgla organicznego do ich metabolizmu.

Z drugiej strony istnieje druga klasyfikacja związana z poborem energii. Jeśli organizm jest zdolny do wykorzystania energii pochodzącej ze słońca, klasyfikujemy go w kategorii fototroficznej. W przeciwieństwie do tego, jeśli energia pochodzi z reakcji chemicznych, są to organizmy cheyotroficzne.

Jeśli połączymy te dwie klasyfikacje, uzyskamy cztery główne kategorie odżywcze bakterii (dotyczy to również innych organizmów): fotoautotrofy, fotoheterotrofy, chemoautotrofy i chemoheterotrofy. Następnie opiszemy każdą z bakteryjnych zdolności metabolicznych:

Fotautotrofy

Organizmy te prowadzą fotosyntezę, gdzie światło jest źródłem energii, a dwutlenek węgla jest źródłem węgla.

Podobnie jak rośliny, ta grupa bakteryjna ma chlorofil a pigment, który pozwala mu wytwarzać tlen poprzez przepływ elektronów. Istnieje również pigment bakteriochlorofilowy, który nie uwalnia tlenu w procesie fotosyntezy.

Fotoheterotrofy

Mogą używać światła słonecznego jako źródła energii, ale nie uciekają się do dwutlenku węgla. Zamiast tego używają alkoholi, kwasów tłuszczowych, kwasów organicznych i węglowodanów. Najwybitniejszymi przykładami są niesiarkowe zielone i niesiarkowe fioletowe bakterie.

Chemoautotrofy

Zwany także chemoautotrofami. Uzyskują energię poprzez utlenianie substancji nieorganicznych, z którymi wiążą dwutlenek węgla. Są one powszechne w kominach hydrotermalnych głęboko w oceanie.

Chemoheterotrofy

W tym drugim przypadku źródłem węgla i energii jest zazwyczaj ten sam element, na przykład glukoza.

Aplikacje

Znajomość metabolizmu bakteryjnego wniosła ogromny wkład w dziedzinę mikrobiologii klinicznej. Projektowanie optymalnych pożywek hodowlanych przeznaczonych do wzrostu patogenu będącego przedmiotem zainteresowania opiera się na jego metabolizmie.

Ponadto istnieją dziesiątki testów biochemicznych, które prowadzą do identyfikacji nieznanego organizmu bakteryjnego. Protokoły te pozwalają nam stworzyć niezwykle wiarygodną strukturę taksonomiczną.

Na przykład profil kataboliczny kultury bakteryjnej można rozpoznać, stosując test utleniania / fermentacji Hugh-Leifsona.

Ta metodologia obejmuje wzrost na półstałym podłożu z glukozą i wskaźnikiem pH. Tak więc oksydacyjne bakterie rozkładają glukozę, reakcję obserwowaną dzięki zmianie koloru wskaźnika.

W ten sam sposób można ustalić, które ścieżki wykorzystują bakterie będące przedmiotem zainteresowania, testując ich wzrost na różnych podłożach. Niektóre z tych testów to: ocena szlaku fermentacji glukozy, między innymi wykrywanie katalaz, reakcja cytochromooksydaz..

Referencje

  1. Negroni, M. (2009). Mikrobiologia stomatologiczna. Ed. Panamericana Medical.
  2. Prats, G. (2006). Mikrobiologia kliniczna. Ed. Panamericana Medical.
  3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, J. J., i de la Garza, J. J. P. (1999). Kompendium mikrobiologii medycznej. Elsevier Hiszpania.
  4. Sadava, D. i Purves, W. H. (2009). Życie: nauka biologii. Ed. Panamericana Medical.
  5. Tortora, G. J., Funke, B. R. i Case, C. L. (2007). Wprowadzenie do mikrobiologii. Ed. Panamericana Medical.