БАКТЕРИЈСКИ МЕТАБОЛИЗАМ: ВРСТЕ И ЊИХОВЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Бактеријски метаболизам обухвата низ хемијских реакција неопходних за живот ових организама. Метаболизам је подељен на разградне или катаболичке реакције, синтезу или анаболичке реакције.

Ови организми показују изузетну флексибилност у погледу својих биохемијских путева, способни да користе различите изворе угљеника и енергије. Врста метаболизма одређује еколошку улогу сваког микроорганизма.

Извор: пикабаи.цом

Као и еукариотске лозе, бактерије се углавном састоје од воде (око 80%), а остатак у сувој тежини, састављеној од протеина, нуклеинских киселина, полисахарида, липида, пептидогликана и других структура. Метаболизам бактерија делује на постизању синтезе ових једињења, користећи енергију из катаболизма.

Метаболизам бактерија се не разликује много од хемијских реакција присутних у другим сложенијим групама организама. На пример, у скоро свим живим бићима постоје уобичајени метаболички путеви, као што су распад глукозе или пут гликолизе.

Прецизно познавање прехрамбених услова које бактерије требају да расту од суштинског је значаја за стварање култура.

Врсте метаболизма и њихове карактеристике

Метаболизам бактерија је изузетно разнолик. Ови једноћелијски организми имају различите метаболичке „стилове живота“ који им омогућавају да живе у областима са или без кисеоника, а такође варирају између извора угљеника и енергије коју користе.

Ова биохемијска пластичност омогућила им је да колонизирају низ разноликих станишта и играју различите улоге у екосуставима које насељавају. Описаћемо две класификације метаболизма, прва се односи на употребу кисеоника, а друга на четири храњиве категорије.

Употреба кисеоника: анаеробни или аеробни

Метаболизам се може класификовати као аеробни или анаеробни. За прокариоте који су у потпуности анаеробни (или облигациони анаероби), кисеоник је аналоган отрову. Стога морају живјети у срединама потпуно слободним од тога.

У категорији аеротолерантних анаероба бактерије су способне да толеришу кисеоничко окружење, али нису способне за ћелијско дисање - кисеоник није коначни акцептор електрона.

Одређене врсте могу или не морају користити кисеоник и „су факултативне“, јер могу да измењују два метаболизма. Генерално, одлука се односи на услове животне средине.

На другој крајности, имамо групу облиганих аероба. Као што само име говори, ови организми се не могу развијати у недостатку кисеоника, јер је то неопходно за ћелијско дисање.

Хранљиве материје: есенцијални састојци и елементи у траговима

У метаболичким реакцијама, бактерије узимају храњиве састојке из свог окружења како би извукле енергију потребну за њихов развој и одржавање. Храњива твар је супстанца која мора бити укомпонована да би гарантовала опстанак снабдевањем енергијом.

Енергија апсорбованих хранљивих материја користи се за синтезу основних компоненти прокариотске ћелије.

Хранљиви састојци се могу класификовати као есенцијални или базични, који укључују изворе угљеника, молекуле азота и фосфор. Остали хранљиви састојци укључују различите јоне, као што су калцијум, калијум и магнезијум.

Елементи у траговима потребни су само у траговима или количинама у траговима. Међу њима је гвожђе, бакар, кобалт, између осталих.

Одређене бактерије нису способне да синтетишу одређену аминокиселину или одређени витамин. Ти елементи се називају факторима раста. Логично, фактори раста су широко променљиви и у великој мери зависе од врсте организма.

Прехрамбене категорије

Бактерије се могу сврстати у прехрамбене категорије узимајући у обзир извор угљеника који користе и одакле добијају своју енергију.

Угљен се може узимати из органских или неорганских извора. Користе се изрази аутотрофи или литотрофи, док се друга група назива хетеротрофи или органотрофи.

Аутотрофи могу да користе угљен диоксид као извор угљеника, а хетеротрофи требају органски угљен за метаболизам.

С друге стране, постоји друга класификација која се односи на унос енергије. Ако је организам способан да користи енергију сунца, сврставамо га у категорију фототрофа. Супротно томе, ако се енергија извлачи из хемијских реакција, то су хемотрофни организми.

Ако комбинирамо ове двије класификације, добит ћемо четири главне прехрамбене категорије бактерија (примјењује се и на друге организме): фотоаутотрофи, фотохетеротрофи, хемоаутотрофи и хемохетеротрофи. Испод ћемо описати сваки метаболички капацитет метаболизма:

Пхотоаутотропхс

Ови организми врше фотосинтезу, где је светлост извор енергије, а угљендиоксид је извор угљеника.

Као и биљке, ова бактеријска група има пигмент хлорофил а, који му омогућава да ствара кисеоник кроз ток електрона. Ту је и пигмент бактериоклорофил који не ослобађа кисеоник у процесу фотосинтезе.

Фотохетеротрофи

Они могу да користе сунчеву светлост као њихов извор енергије, али не претварају се у угљен диоксид. Уместо тога, користе алкохоле, масне киселине, органске киселине и угљене хидрате. Најистакнутији примери су зелене не сумпорне и љубичасте не-сумпорне бактерије.

Цхемоаутотропхс

Називају се и хемоаутотрофи. Своју енергију добијају оксидацијом анорганских материја помоћу којих фиксирају угљен диоксид. Честе су у хидротерминалним респираторима дубоког оцеана.

Хемохетеротрофи

У последњем случају, извор угљеника и енергије обично су исти елементи, на пример, глукоза.

Апликације

Познавање метаболизма бактерија има огроман допринос у области клиничке микробиологије. Дизајн оптималних култура за развој неког патогена од интереса заснован је на његовом метаболизму.

Поред тога, постоје десетине биохемијских тестова који доводе до идентификације непознатог бактеријског организма. Ови протоколи омогућавају успостављање изузетно поузданог таксономског кадрирања.

На пример, катаболички профил бактеријске културе може се препознати применом Хугх-Леифсоновог теста оксидације / ферментације.

Ова методологија укључује раст у полу-чврстом медијуму са глукозом и пХ индикатором. Тако оксидативне бактерије разграђују глукозу, реакцију која се посматра захваљујући промени боје индикатора.

Слично томе, могуће је утврдити којим се путевима бактерије које занимају користе тестирањем њиховог раста на различитим супстратима. Неки од ових тестова су: процена путање ферментације глукозе, детекција каталаза, реакција цитокром оксидаза, између осталог.

Референце

1. Негрони, М. (2009). Стоматолошка микробиологија. Панамерицан Медицал Ед.
2. Пратс, Г. (2006). Клиничка микробиологија. Панамерицан Медицал Ед.
3. Родригуез, Ј. А. Г., Пицазо, ЈЈ, и де ла Гарза, ЈЈП (1999). Збирка медицинске микробиологије. Елсевиер Шпанија.
4. Садава, Д. и Пурвес, ВХ (2009). Живот: Наука о биологији. Панамерицан Медицал Ед.
5. Тортора, ГЈ, Функе, БР, & Цасе, ЦЛ (2007). Увод у микробиологију. Панамерицан Медицал Ед.