Τύποι βακτηριακού μεταβολισμού και τα χαρακτηριστικά τους

Το βακτηριακού μεταβολισμού Περιλαμβάνει σειρά χημικών αντιδράσεων που είναι απαραίτητες για τη ζωή αυτών των οργανισμών. Ο μεταβολισμός διαιρείται σε καταστροφικές ή καταβολικές αντιδράσεις και συνθετικές ή αναβολικές αντιδράσεις.

Αυτοί οι οργανισμοί παρουσιάζουν αξιοθαύμαστη ευελιξία στις βιοχημικές οδούς τους, είναι σε θέση να χρησιμοποιούν διάφορες πηγές άνθρακα και ενέργειας. Ο τύπος του μεταβολισμού καθορίζει τον οικολογικό ρόλο κάθε μικροοργανισμού.

Όπως ευκαρυωτικά καταγωγές, βακτήρια αποτελούνται κυρίως από νερό (περίπου 80%) και το υπόλοιπο ξηρό βάρος, που αποτελείται από πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, πολυσακχαρίτες, λιπίδια, και πεπτιδογλυκάνης άλλες δομές. Ο μεταβολισμός των βακτηρίων λειτουργεί για να επιτευχθεί η σύνθεση αυτών των ενώσεων, χρησιμοποιώντας ενέργεια από τον καταβολισμό.

Ο βακτηριακός μεταβολισμός δεν διαφέρει πολύ από τις χημικές αντιδράσεις που υπάρχουν σε άλλες ομάδες πιο πολύπλοκων οργανισμών. Για παράδειγμα, υπάρχουν μεταβολικές οδοί κοινές σε σχεδόν όλα τα έμβια όντα, όπως η οδός αποικοδόμησης γλυκόζης ή γλυκόλυσης.

Η ακριβής γνώση των θρεπτικών συνθηκών που απαιτούνται για την ανάπτυξη των βακτηρίων είναι απαραίτητη για τη δημιουργία μέσων καλλιέργειας.

Ευρετήριο

• 1 Τύποι μεταβολισμού και τα χαρακτηριστικά τους
  • 1.1 Χρήση οξυγόνου: αναερόβια ή αερόβια
  • 1.2 Θρεπτικά συστατικά: πρώτες ύλες και ολιγοστοιχεία
  • 1.3 Διατροφικές κατηγορίες
  • 1.4 Φωτοαυτότροφα
  • 1.5 Φωτοετεροτροπές
  • 1.6 Χημειοτροτρόφια
  • 1.7 Χημειοετεροτρόφη
• 2 Εφαρμογές
• 3 Αναφορές

Τύποι μεταβολισμού και τα χαρακτηριστικά τους

Ο μεταβολισμός των βακτηρίων είναι εξαιρετικά διαφορετικός. Αυτές οι μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν μια ποικιλία από «lifestyle» του μεταβολισμού τους επιτρέπει να ζουν σε περιοχές με ή χωρίς οξυγόνο και επίσης ποικίλλουν μεταξύ της πηγής άνθρακα και ενέργειας που χρησιμοποιείται.

Αυτή η βιοχημική πλαστικότητα τους επέτρεψε να αποικίσουν μια σειρά ποικίλων οικοτόπων και να διαδραματίσουν διαφορετικούς ρόλους στα οικοσυστήματα που κατοικούν. Θα περιγράψουμε δύο ταξινομήσεις του μεταβολισμού, το πρώτο σχετίζεται με τη χρήση οξυγόνου και το δεύτερο με τις τέσσερις κατηγορίες διατροφής.

Χρήση οξυγόνου: αναερόβια ή αερόβια

Ο μεταβολισμός μπορεί να ταξινομηθεί ως αερόβιος ή αναερόβιος. Για προκαρυωτικά είναι εντελώς αναερόβιες (ή υποχρεωτικών αναερόβιων), το οξυγόνο είναι ανάλογη με ένα δηλητήριο. Εξαιτίας αυτού, πρέπει να ζουν σε περιβάλλοντα εντελώς απαλλαγμένα από αυτό.

Στην κατηγορία των aerotolerant αναερόβιων βακτηρίων εισέλθουν σε θέση να ανεχτεί περιβάλλοντα με οξυγόνο, αλλά δεν είναι ικανά να κυτταρική αναπνοή - οξυγόνο δεν είναι η τελική αποδέκτης ηλεκτρονίων.

Ορισμένα είδη μπορούν ή δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν οξυγόνο και είναι "προαιρετικά", επειδή είναι ικανά να εναλλάσσουν τους δύο μεταβολισμούς. Γενικά, η απόφαση σχετίζεται με περιβαλλοντικές συνθήκες.

Στο άλλο άκρο, έχουμε την ομάδα αερόμπων υποχρεωμένη. Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτοί οι οργανισμοί δεν μπορούν να αναπτυχθούν απουσία οξυγόνου, καθώς είναι απαραίτητο για την κυτταρική αναπνοή.

Θρεπτικά συστατικά: βασικά και ιχνοστοιχεία

Στις μεταβολικές αντιδράσεις, τα βακτήρια παίρνουν τα θρεπτικά συστατικά από το περιβάλλον τους για να εξαγάγουν την ενέργεια που απαιτείται για την ανάπτυξη και τη συντήρησή τους. Μια θρεπτική ουσία είναι μια ουσία που πρέπει να ενσωματωθεί για να εξασφαλίσει την επιβίωσή της μέσω της παροχής ενέργειας.

Η ενέργεια που προέρχεται από τα απορροφημένα θρεπτικά συστατικά χρησιμοποιείται για τη σύνθεση των βασικών συστατικών του προκαρυωτικού κυττάρου.

Τα θρεπτικά συστατικά μπορούν να ταξινομηθούν ως βασικά ή βασικά, τα οποία περιλαμβάνουν πηγές άνθρακα, μόρια με άζωτο και φώσφορο. Άλλα θρεπτικά συστατικά περιλαμβάνουν διαφορετικά ιόντα, όπως ασβέστιο, κάλιο και μαγνήσιο.

Τα ιχνοστοιχεία είναι απαραίτητα μόνο σε ιχνοστοιχεία ή ιχνοστοιχεία. Ανάμεσά τους είναι ο σίδηρος, ο χαλκός, το κοβάλτιο, μεταξύ άλλων.

Ορισμένα βακτήρια δεν είναι ικανά να συνθέσουν κάποιο συγκεκριμένο αμινοξύ ή κάποια βιταμίνη. Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται αυξητικοί παράγοντες. Λογικά, οι παράγοντες ανάπτυξης είναι ευρέως μεταβλητοί και εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του οργανισμού.

Διατροφικές κατηγορίες

Μπορούμε να ταξινομήσουμε τα βακτηρίδια σε κατηγορίες θρεπτικών ουσιών λαμβάνοντας υπόψη την πηγή άνθρακα που χρησιμοποιούν και πού παίρνουν την ενέργεια.

Ο άνθρακας μπορεί να ληφθεί από οργανικές ή ανόργανες πηγές. Οι όροι autotrophs ή lithotrophs χρησιμοποιούνται, ενώ η άλλη ομάδα ονομάζεται ετερότροφα ή οργανοτρόφα.

Τα Autotrophs μπορούν να χρησιμοποιήσουν διοξείδιο του άνθρακα ως πηγή άνθρακα και τα ετερότροφα απαιτούν οργανικό άνθρακα για το μεταβολισμό τους.

Από την άλλη πλευρά, υπάρχει μια δεύτερη ταξινόμηση που σχετίζεται με την πρόσληψη ενέργειας. Εάν ο οργανισμός είναι ικανός να χρησιμοποιήσει την ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο, το ταξινομούμε στην κατηγορία φωτοτροπικών. Αντίθετα, αν η ενέργεια εξάγεται από χημικές αντιδράσεις, είναι cheyotrophic οργανισμοί.

Ο συνδυασμός αυτών των δύο ταξινομήσεις θα πάρει τις τέσσερις μεγάλες διατροφικές κατηγορίες των βακτηρίων (ισχύει και για άλλους οργανισμούς): photoautotrophs, photoheterotrophs, chemoautotrophs και chemoheterotrophs. Στη συνέχεια θα περιγράψουμε καθεμία από τις βακτηριακές μεταβολικές ικανότητες:

Φωτοαυτότροφα

Αυτοί οι οργανισμοί διεξάγουν φωτοσύνθεση, όπου το φως είναι η πηγή ενέργειας και το διοξείδιο του άνθρακα είναι η πηγή άνθρακα.

Όπως τα φυτά, αυτή η βακτηριακή ομάδα έχει χλωροφύλλη μια χρωστική ουσία, η οποία της επιτρέπει να παράγει οξυγόνο μέσω ροής ηλεκτρονίων. Υπάρχει επίσης η βακτηριοχλωροφυλλική χρωστική, η οποία δεν απελευθερώνει οξυγόνο στη φωτοσυνθετική διαδικασία.

Φωτοετεροτροπές

Μπορούν να χρησιμοποιήσουν το φως του ήλιου ως πηγή ενέργειας, αλλά δεν καταφεύγουν σε διοξείδιο του άνθρακα. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιούν αλκοόλες, λιπαρά οξέα, οργανικά οξέα και υδατάνθρακες. Τα πιο σημαντικά παραδείγματα είναι τα μη θειούχα πράσινα και μη σουλφιδικά μοβ βακτήρια.

Chemoautotrophs

Επίσης ονομάζονται χημειοατοτρόφες. Λαμβάνουν την ενέργεια τους μέσω της οξείδωσης ανόργανων ουσιών με τις οποίες διορθώνουν το διοξείδιο του άνθρακα. Είναι κοινά σε υδροθερμικές οπές βαθιά στον ωκεανό.

Χημειοετεροτρόφους

Η τελευταία περίπτωση, η πηγή του άνθρακα και της ενέργειας είναι συνήθως το ίδιο στοιχείο, για παράδειγμα η γλυκόζη.

Εφαρμογές

Η γνώση του βακτηριακού μεταβολισμού έχει συμβάλει τεράστια στον τομέα της κλινικής μικροβιολογίας. Ο σχεδιασμός των βέλτιστων μέσων καλλιέργειας που έχουν σχεδιαστεί για την ανάπτυξη ενός παθογόνου ενδιαφέροντος βασίζεται στο μεταβολισμό του.

Επιπλέον, υπάρχουν δεκάδες βιοχημικές εξετάσεις που οδηγούν στην αναγνώριση ενός άγνωστου βακτηριακού οργανισμού. Τα πρωτόκολλα αυτά μας επιτρέπουν να δημιουργήσουμε ένα εξαιρετικά αξιόπιστο ταξινομικό πλαίσιο.

Για παράδειγμα, το καταβολικό προφίλ μιας βακτηριακής καλλιέργειας μπορεί να αναγνωριστεί με εφαρμογή της δοκιμής οξείδωσης / ζύμωσης Hugh-Leifson.

Αυτή η μεθοδολογία περιλαμβάνει την ανάπτυξη σε ημιστερεό μέσο με γλυκόζη και δείκτη ρΗ. Έτσι, τα οξειδωτικά βακτήρια αποικοδομούν τη γλυκόζη, μια αντίδραση που παρατηρείται χάρη στην αλλαγή χρώματος στον δείκτη.

Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να διαπιστώσετε ποια μονοπάτια χρησιμοποιούν τα βακτήρια ενδιαφέροντος δοκιμάζοντας την ανάπτυξή τους σε διαφορετικά υποστρώματα. Μερικές από αυτές τις δοκιμές είναι: αξιολόγηση των ζυμωτικών καταλάσες ανίχνευσης γλυκόζης οδού, αντίδραση της citocromooxidasas, μεταξύ άλλων.

Αναφορές

1. Negroni, Μ. (2009). Οδοντιατρική μικροβιολογία. Ed. Panamericana Medical.
2. Prats, G. (2006). Κλινική μικροβιολογία. Ed. Panamericana Medical.
3. Rodríguez, J. Α. G., Picazo, J.J., & de la Garza, J.J.P. (1999). Συλλογή της Ιατρικής Μικροβιολογίας. Elsevier Ισπανία.
4. Sadava, D., & Purves, W. Η. (2009). Ζωή: Η επιστήμη της βιολογίας. Ed. Panamericana Medical.
5. Tortora, G.J., Funke, Β. R., & Case, C.L. (2007). Εισαγωγή στη μικροβιολογία. Ed. Panamericana Medical.