5 Παραδείγματα αναερόβιας αναπνοής

Αναερόβια αναπνοή είναι η αναπνευστική διαδικασία με την οποία οι διάφοροι μικροοργανισμοί λαμβάνουν ενέργεια και μεταβολίζουν τις οργανικές ενώσεις ενώ βρίσκονται απουσία μοριακού οξυγόνου.

Στην αερόβια αναπνοή, το οξυγόνο δρα ως ένας ηλεκτρονικός υποδοχέας στο τέλος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Αυτή η αλυσίδα είναι η διαδικασία με την οποία τα κύτταρα μπορούν να παράγουν ενέργεια.

Οι οργανισμοί που εκτελούν αναερόβια αναπνοή, κυρίως προκαρυωτικούς οργανισμούς, αντικαθιστούν το οξυγόνο με άλλες ενώσεις που δρουν ως τελικοί αποδέκτες στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Μην συγχέετε την αναερόβια αναπνοή με διαδικασίες ζύμωσης. Στην τελευταία, ο αποδέκτης ηλεκτρονίων καταλήγει να είναι ένα οργανικό μόριο το οποίο δεν μειώνεται εντελώς και δεν υπάρχουν διεργασίες αλυσίδας και της αναπνοής μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Στην αναερόβια αναπνοή, οι δέκτες ηλεκτρονίων στο τέλος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων μπορούν να είναι ενώσεις όπως θείο, θειικά, νιτρικά και διοξείδιο του άνθρακα, μεταξύ άλλων..

Μερικά παραδείγματα αναερόβιας αναπνοής

Χρήση νιτρικών ως δέκτη ηλεκτρονίων

Μερικοί οργανισμοί του είδους Geobacter, όπως π.χ. G. metallreducens και G. sulphurreducens μπορούν να χρησιμοποιήσουν τις χουμικές ουσίες ως δότες ηλεκτρονίων και να χρησιμοποιήσουν νιτρικό και / ή φουμαρικό ως δέκτες ηλεκτρονίων.

Γενικά, οι οργανισμοί που διεξάγουν αυτή τη διαδικασία μειώνουν τα νιτρικά άλατα (αρ₃^-) σε νιτρώδη άλατα (αρ₂^-) Μέσω του ενζύμου αναγωγάση νιτρικού άλατος.

Με τη σειρά τους, τα νιτρίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δέκτες ηλεκτρονίων από άλλους οργανισμούς.

Θειικό ως δέκτης ηλεκτρονίων

Desulfovibrio desulfuricans είναι ένα αναγωγικό θειικό βακτήριο. Αυτός ο τύπος βακτηρίων χρησιμοποιεί θειικό άλας ως τον τελικό αποδέκτη ηλεκτρονίων. Ορισμένα είδη του γένους Clostridium χρησιμοποιούν επίσης θειικά με αυτόν τον τρόπο.

Η χρήση θειικών αλάτων (SO₄^2-) ως αποδέκτης ηλεκτρονίων τελειώνει στην παραγωγή θειώδους ιόντος (S.^2-) ή όξινο θειώδες άλας (Η₂S).

Σε θειούχα, εδαφικά και γλυκά νερά είναι συνηθισμένο να βρεθούν βακτηρίδια που χρησιμοποιούν θειικά άλατα ως δέκτη ηλεκτρονίων.

Διοξείδιο του άνθρακα ως δέκτης ηλεκτρονίων

Πολλοί από τους μεθανογενείς οργανισμούς, δηλαδή υπεύθυνοι για την παραγωγή μεθανίου, χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα ως δέκτη ηλεκτρονίων.

Ανήκουν σε αυτή την ομάδα βακτήρια των ειδών Metanobacterium, Metanococcus και Μεθανοσαρκίνη, μεταξύ άλλων.

Είναι κοινός ο εντοπισμός μεθανογόνων οργανισμών που χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα ως δέκτη ηλεκτρονίων σε βιομηχανικά συστήματα επεξεργασίας αναερόβιων υδάτων.

Σε αυτά τα συστήματα οι οργανισμοί που χρησιμοποιούν θειικό ως δέκτη ηλεκτρονίων είναι επίσης συνηθισμένοι.

Σίδηρος ως δέκτης ηλεκτρονίων

Άλλοι οργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν το ιόν τρισθενούς σιδήρου ως δέκτη ηλεκτρονίων. Σε αυτή τη διαδικασία το ιόν σιδήρου (Fe³⁺) ανάγεται σε ιόντα σιδήρου (Fe²⁺).

Η εν λόγω αναγωγή πραγματοποιείται από τον ένζυμο αναγωγάση σίδηρο, που υπάρχει σε οργανισμούς όπως Geobacter metallreducens.

Οργανισμοί που μπορούν να χρησιμοποιήσουν πολλαπλούς δέκτες ηλεκτρονίων

Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν μεγάλη ικανότητα προσαρμογής, η οποία έχει επιτρέψει σε πολλούς να χρησιμοποιούν πολλαπλούς δέκτες ηλεκτρονίων.

Είναι η περίπτωση Anaeromyxobacter dehalogenans, ένα στέλεχος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δέκτες ηλεκτρονίων, ενώσεις διαφορετικές από νιτρώδη, νιτρικά, σίδηρο, οξυγόνο, φουμαρικό και ακόμη ουράνιο.

Αναφορές

1. Gerardi Μ. (2003). Η μυκοβιολογία των αναερόβιων χωνευτήρων. John Wiley και Sons. New Jersey, ΗΠΑ
2. Lovley D. et αϊ. Humiki ως δότης ηλεκτρονίων για αναερόβια αναπνοή. Περιβαλλοντική Μικροβιολογία. 1999; 1 (1): 89-98
3. Seifriz W. Αναερόβια Αναπνοή. Επιστήμη, Νέα Σειρά. 1945; 101 (2613): 88-89
4. Scott G. Αναερόβια αναπνοή έναντι ζύμωσης. Επιστήμη, Νέα Σειρά. 1945; 101 (2632): 585-586
5. Wu Q. Sanford R. Löffler F. Ουράνιο (VI) Μείωση κατά Anaeromyxobacter dehalogenans Στέλεχος 2CP-C. Εφαρμοσμένη Περιβαλλοντική Μικροβιολογία. 2006; 72 (5): 3608-3614.