6557

Загальна характеристика метаболізму мікробної клітини. Основні типи енергетичного обміну

Доклад

Биология и генетика

Загальна характеристика метаболізму мікробної клітини. Основні типи енергетичного обміну. На відміну від еукаріотів, бактерії проявляють надзвичайно широку різноманітність типів метаболізму. Поширення метаболічних рис в межах груп бактерій традиційн...

Украинкский

2013-01-06

20.01 KB

15 чел.

Загальна характеристика метаболізму мікробної клітини. Основні типи енергетичного обміну.

На відміну від еукаріотів, бактерії проявляють надзвичайно широку різноманітність типів метаболізму. Поширення метаболічних рис в межах груп бактерій традиційно використовувалося для визначення їх таксономії, але ці риси часто не збігаються з сучасними генетичними класифікаціями. Метаболізм бактерій розрізняють за видом енергії, донора і акцептора електрона та джерела вуглецю, які використовуються для росту.

Конструктивний метаболізм

За винятком деяких специфічних моментів, біохімічні шляхи, за якими здійснюється синтез білків, жирів, вуглеводів і нуклеїнових кислот у бактерій, схожі з такими ж шляхами у еукаріотів, проте за кількістю можливих шляхів і, відповідно, по ступеню залежності від надходження органічних речовин, бактерії значно переважають еукаріотів. Частина з них може синтезувати всі необхідні їм органічні молекули з неорганічних речовин (автотрофи), інші ж вимагають готових органічних сполук, які вони здатні лише трансформувати (гетеротрофи).

Найбільшим ступенем гетеротрофності відрізняються внутрішньоклітинні паразити, якщо при цьому вони здатні існувати на багатих штучних середовищах, вони називаються факультативними. Велика частина бактерій належить до сапротрофів, які незалежні від інших організмів, але використовують синтезовані ними органічні речовини. Існує також ряд бактерій, що вимагають наявності в середовищі невеликого числа певних органічних речовин (деяких амінокислот, вітамінів), які вони не можуть синтезувати самостійно (ауксотрофи), або навіть лише одного досить низькомолекулярного джерела вуглецю (цукор, спирт, кислота). Деякі з них відрізняються високою спеціалізацією (Bacillus fastidiosus може використовувати тільки сечову кислоту), інші як єдине джерело вуглецю і енергії можуть використовувати сотні різних сполук (Pseudomonas). Повними гетеротрофами з точки зору вуглецевого метаболізму можуть бути деякі фотосинтезуючі бактерії, наприклад, деякі ціанобактерії і пурпурні бактерії, які отримують вуглець з атмосферної вуглекислоти.

На додаток до фіксування вуглекислоти при фотосинтезі, деякі бактерії також фіксують азот із атмосфери (фіксація азоту), використовуючи фермент нітрогеназу. Ця екологічно важлива риса властива бактеріям багатьох типів.

Енергетичний метаболізм

Енергетичний метаболізм бактерій засновується на фототрофії, використанні світла через фотосинтез, або на хемотрофії, використанні хімічних речовин для отримання енергії. Хемотрофи у свою чергу діляться на літотрофів, які використовують неорганічні донори електронів для дихання, і органотрофів, які використовують органічні сполуки у якості доноров електронів. Щоб використовувати хімічні сполуки як джерело енергії, електрони беруться з відновлювальних речовин і переміщуються до акцепторів електронів у процесі окислювально-відновлювальної реакції. Ця реакція вивільнює енергію, яка може використовуватися для проведення метоболічних реакцій. У аеробних організмах в якості акцептора електронів використовується кисень. У анаеробних організмах замість нього використовуються інші неорганічні речовини, наприклад нітрати, сульфати або вуглекислота. Це приводить до екологічно важливих процесів денітрифікації, відновлення сульфатів і ацетогенезу відповідно. Ці процеси також важливі в біологічних відповідях на забруднення, наприклад, сульфат-відновлюючі бактерії в значній мірі відповідальні за виробництво надзвичайно отруйних форм ртуті (метил- і диметил-ртуть) в оточенні. Анаероби використовують процес так званого анаеробного дихання (бродіння) для отримання енергії, виділяючи метаболічні побічні продукти (наприклад етанол в пивоварінні), оскільки вони не можуть бути використані далі. Факультативні анаероби можуть переключатися між процесами аеробного і анаеробного дихання, тобто різними акцепторами електронів, залежно від природних умов, в яких вони знаходяться.

Літотрофні бактерії можуть використовувати неорганічні речовини як джерело енергії. Загальними неорганічними донорами електронів є водень, чадний газ, аміак (що призводить до нітрифікації), оксид заліза II, інші відновлені іони металів та деякі відновлені сполуки сірки. Хоча це і незвичайно, деякі бактерії-метанотрофи можуть використовувати газметан і як джерело електронів, і як субстрат для вуглецевого анаболізму. Як у аеробних фототрофів, так і у хемолітотрофів, кисень використовується як кінцевий акцептор електронів, тоді як за анаеробними умовами заміть нього використовуються неорганічні сполуки. Більшість літотрофних організмів — автотрофи, тоді як органотрофи є гетеротрофами.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4508. Разработка Windows-программ. Знакомство с Delphi 75.13 KB
  Разработка Windows-программ. Знакомство с Delphi Основой системы разработки является VCL. Визуальный конструктор форм позволяет брать компоненты-заготовки из палитры компонентов, размещать на форму, изменять свойства, добавлять методы обработки собы...
4509. Проектирование смесительных производств 2.79 MB
  Введение Технология строительных материалов, изделий и конструкций включает стадию приготовления многообразных видов формовочных смесей. В частности, технология бетона и железобетона предусматривает возможности изготовления тяжелого, легкого...
4510. Сертификация и надежность программного обеспечения 239.94 KB
  Проблемы надежности ПО Оценка надежности ПО. Определение факторов, влияющих на достижение заданной надежности. Совершенствование методов повышения надежности в процессе проектирования и в процессе эксплуатации разработанного ПО. Направления исследов...
4511. Особенности породоразрущающего инструмента при бурении наклонно направленных скважин 609.14 KB
  Введение. В настоящее время бурение именно наклонно направленных скважин занимает лидирующее место в России. Наклонное бурение применяют при бурении скважин на нефть и газ в Западной Сибири, на севере европейской части, на Северном Кавказе, в Татарс...
4512. Автоматизированный электропривод. Конспект лекций 1.13 MB
  В состав курса лекций вошли основные сведения по общим вопросам автоматизированного электропривода, механики электропривода. Рассмотрены электромеханические свойства электродвигателей постоянного и переменного тока при работе в различных режимах раб...
4513. Составление проекта вертикальной планировки городской территории 606 KB
  Составление проекта вертикальной планировки городской территории Введение В большом объеме градостроительных работ видное место занимают работы по инженерному благоустройству территории. Инженерное благоустройство территории - это комплекс весьма ра...
4514. Оборотные средства предприятия 105.78 KB
  Каждое предприятие, начиная свою производственно-хозяйственную деятельность, должно располагать определённой денежной суммой. На эти денежные ресурсы предприятие закупает на рынке или у других предприятий по договорам сырьё, материалы, топл...
4515. Психотерапия и экзистенциализм. Избранные работы по логотерапии 955 KB
  Психотерапия и экзистенциализм. Избранные работы по логотерапии Предисловие В этой книге содержатся, главным образом, мои работы по логотерапии, изданные за последние несколько лет. Я переиздаю те очерки, которые, как мне кажется, дадут наиболее ясн...