BAKTERIÁLIS ANYAGCSERE: TÍPUSOK ÉS JELLEMZŐIK - BIOLÓGIA - 2026

A baktériumok anyagcseréje tartalmaz egy sor kémiai reakciót, amelyek ezen organizmusok életéhez szükségesek. Az anyagcserét bomlási vagy katabolikus reakciókra és szintézis vagy anabolikus reakciókra osztják.

Ezek az organizmusok csodálatos rugalmasságot mutatnak biokémiai útjaik szempontjából, mivel képesek különféle szén- és energiaforrások felhasználására. Az anyagcsere típusa meghatározza az egyes mikroorganizmusok ökológiai szerepét.

Forrás: pixabay.com

Az eukarióta vonalhoz hasonlóan a baktériumok elsősorban vízből (körülbelül 80%) és a többi száraz tömegű fehérjékből, nukleinsavakból, poliszacharidokból, lipidekből, peptidoglikánból és más szerkezetekből állnak. A baktériumok anyagcseréje ezen vegyületek szintézisének elérésére szolgál, a katabolizmusból származó energiát felhasználva.

A baktériumok metabolizmusa nem különbözik nagyban a szervezetek más bonyolultabb csoportjain zajló kémiai reakcióktól. Például szinte minden élőlényben vannak általános metabolikus útvonalak, például a glükóz-bontás vagy a glikolízis útja.

A tápközeg létrehozásához elengedhetetlen a tápanyag-körülmények pontos ismerete, amelyekhez a baktériumok növekedést igényelnek.

Az anyagcsere típusai és jellemzőik

A baktériumok metabolizmusa rendkívül változatos. Ezeknek az egysejtű organizmusoknak különféle anyagcsere-életstílusai vannak, amelyek lehetővé teszik számukra az oxigénnel vagy anélkül élő területeken élőket, és a szénforrás és az általuk használt energia között is eltérőek lehetnek.

Ez a biokémiai plaszticitás lehetővé tette számukra, hogy sokféle változatos élőhelyet gyarmatosítson és változatos szerepet játsszon az általuk használt ökoszisztémákban. Leírjuk az anyagcserének két osztályozását, az első az oxigénfelhasználással, a második a négy táplálkozási kategóriával kapcsolatos.

Oxigén felhasználása: anaerob vagy aerob

A metabolizmus aerob vagy anaerob osztályba sorolható. A teljesen anaerob (vagy kötelezően anaerob) prokarióták esetében az oxigén analóg a méreggel. Ezért teljesen mentes környezetben kell élniük.

Az aerotoleráns anaerobok kategóriájában a baktériumok képesek elviselni az oxigén környezetet, de nem képesek sejtes légzésre - az oxigén nem a végső elektronakceptor.

Egyes fajok használhatják vagy nem használhatják az oxigént, és "fakultatívak", mivel képesek megváltoztatni a két metabolizmust. Általában a döntés a környezeti feltételekhez kapcsolódik.

A másik végén van a kötelező aerobok csoportja. Amint a neve is sugallja, ezek az organizmusok nem fejlődhetnek oxigén hiányában, mivel elengedhetetlenek a sejtek légzéséhez.

Tápanyagok: nélkülözhetetlen anyagok és nyomelemek

A metabolikus reakciók során a baktériumok tápanyagokat vesznek ki környezetükből, hogy kinyerjék a fejlődésükhöz és fenntartásukhoz szükséges energiát. A tápanyag olyan anyag, amelyet be kell építeni, hogy energiaellátása révén garantálhassa annak fennmaradását.

Az abszorbeált tápanyagokból származó energiát a prokarióta sejt alapkomponenseinek szintézisére használják fel.

A tápanyagokat alapvető vagy bázikus kategóriákba lehet sorolni, ideértve a szénforrásokat, a nitrogénmolekulákat és a foszfort. Egyéb tápanyagok a különféle ionok, például kalcium, kálium és magnézium.

Nyomelemekre csak nyomokban vagy nyomokban szükséges. Közöttük többek között a vas, a réz és a kobalt.

Egyes baktériumok nem képesek meghatározott aminosavat vagy bizonyos vitamint szintetizálni. Ezeket az elemeket növekedési faktoroknak nevezzük. Logikusan, a növekedési faktorok nagymértékben változnak és nagymértékben függnek a szervezet típusától.

Táplálkozási kategóriák

A baktériumokat táplálkozási kategóriákba lehet besorolni, figyelembe véve az általuk használt szénforrást és az energiát.

A szén szerves vagy szervetlen forrásokból származhat. Az autotrofok vagy a litotróf fogalmakat használjuk, míg a másik csoportot heterotrofoknak vagy organotrofoknak nevezzük.

Az autotrófok szén-dioxidot használhatnak szénforrásként, a heterotrofok pedig az anyagcseréhez szerves szént igényelnek.

Másrészt van egy második osztályozás az energiafelhasználáshoz. Ha a szervezet képes felhasználni a napból származó energiát, akkor a fototrof kategóriába soroljuk. Ezzel szemben, ha az energiát kémiai reakciókból nyerik, akkor ezek kemotróf szervezetek.

Ha összekapcsoljuk ezt a két osztályozást, akkor a baktériumok négy fő táplálkozási kategóriáját kapjuk (ez más szervezetekre is vonatkozik): fotoautotrófok, fotoheterotrófok, kemoautotrófok és kemoheterotrófok. Az alábbiakban leírjuk az egyes baktériumok anyagcsere-képességét:

Photoautotrophs

Ezek az organizmusok fotoszintézist végeznek, ahol a fény az energiaforrás és a szén-dioxid a forrás.

A növényekhez hasonlóan ezen a baktériumcsoporton a klorofill a pigment található, amely lehetővé teszi oxigén előállítását az elektronok áramlásán keresztül. Van még a pigment-baktérium-klorofill, amely a fotoszintézis során nem engedi fel az oxigént.

Photoheterotrophs

Használhatnak napfényt energiaforrásként, de nem fordulnak széndioxidhoz. Ehelyett alkoholokat, zsírsavakat, szerves savakat és szénhidrátokat használnak. A legszembetűnőbb példák a zöld nem kén és a lila nem kén baktériumok.

Chemoautotrophs

Kemoautotrófoknak is nevezik. Energiat szervetlen anyagok oxidációjával nyerik, amelyekkel szén-dioxidot rögzítenek. Gyakran előfordulnak a mély óceán hidrotermális légzőkészülékeiben.

Chemoheterotrophs

Az utóbbi esetben a szén és az energia forrása általában ugyanaz az elem, például a glükóz.

Alkalmazások

A baktériumok metabolizmusának ismerete óriási hozzájárulást nyújtott a klinikai mikrobiológia területéhez. Az optimális táptalajok megtervezése, amelyek célja egyes érdeklődő patogének növekedése, annak metabolizmusán alapul.

Ezenkívül tucatnyi biokémiai vizsgálat van, amelyek valamilyen ismeretlen baktérium-szervezet azonosításához vezetnek. Ezek a protokollok rendkívül megbízható taxonómiai keretek létrehozását teszik lehetővé.

Például a baktériumtenyészet katabolikus profilját a Hugh-Leifson oxidációs / fermentációs teszt alkalmazásával lehet felismerni.

Ez a módszer magában foglalja a növekedést egy félszilárd közegben glükózzal és pH-mutatóval. Így az oxidatív baktériumok lebontják a glükózt, ezt a reakciót a mutató színváltozásának köszönhetően lehet megfigyelni.

Hasonlóképpen meg lehet határozni, hogy az érdeklődésre számot tartó baktériumok melyik útvonalakat használják, szaporításuk különböző szubsztrátumokon történő tesztelésével. Ezen tesztek némelyike: a glükóz fermentációs útjának felmérése, katalázok kimutatása, többek között a citokróm-oxidázok reakciója.

Irodalom

1. Negroni, M. (2009). Stomatológiai mikrobiológia. Panamerican Medical Ed.
2. Prats, G. (2006). Klinikai mikrobiológia. Panamerican Medical Ed.
3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, JJ, és de la Garza, JJP (1999). Az orvosi mikrobiológia összefoglalása. Elsevier Spanyolország.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Élet: A biológia tudománya. Panamerican Medical Ed.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Panamerican Medical Ed.