METABOLIZAM BAKTERIJA: VRSTE I NJIHOVE KARAKTERISTIKE - BIOLOGIJA - 2025

Bakterija metabolizam uključuje niz kemijskih reakcija potrebnih za život tih organizama. Metabolizam je podijeljen na razgradne ili kataboličke reakcije, sintezu ili anaboličke reakcije.

Ovi organizmi pokazuju izuzetnu fleksibilnost u pogledu svojih biokemijskih staza, jer mogu koristiti različite izvore ugljika i energije. Vrsta metabolizma određuje ekološku ulogu svakog mikroorganizma.

Izvor: pixabay.com

Kao i eukariotske loze, bakterije se uglavnom sastoje od vode (oko 80%), a ostatak u suhoj težini, koju čine proteini, nukleinske kiseline, polisaharidi, lipidi, peptidoglikan i druge strukture. Metabolizam bakterija djeluje na postizanje sinteze ovih spojeva, koristeći energiju iz katabolizma.

Metabolizam bakterija ne razlikuje se mnogo od kemijskih reakcija prisutnih u drugim složenijim skupinama organizama. Na primjer, u skoro svim živim bićima postoje uobičajeni metabolički putevi, poput propadanja glukoze ili puta glikolize.

Precizno poznavanje prehrambenih uvjeta koje bakterije trebaju rasti, od presudnog je značaja za stvaranje kultura u kulturi.

Vrste metabolizma i njihove karakteristike

Metabolizam bakterija je izuzetno raznolik. Ti jednoćelijski organizmi imaju različite metaboličke „stilove života“ koji im omogućavaju da žive u područjima sa ili bez kisika, a također variraju između izvora ugljika i energije koju koriste.

Ova biokemijska plastičnost omogućila im je kolonizaciju niza različitih staništa i igranje različitih uloga u ekosustavima koje naseljavaju. Opisat ćemo dvije klasifikacije metabolizma, prva se odnosi na iskorištavanje kisika, a druga na četiri prehrambene kategorije.

Uporaba kisika: anaerobni ili aerobni

Metabolizam se može klasificirati kao aerobni ili anaerobni. Za prokariote koji su u potpunosti anaerobni (ili obligacijski anaerobi), kisik je analogan otrovu. Stoga moraju živjeti u sredinama potpuno slobodnim od toga.

U kategoriji aerotolerantnih anaeroba bakterije su sposobne tolerirati kisikovo okruženje, ali nisu sposobne za stanično disanje - kisik nije konačni akceptor elektrona.

Određene vrste mogu ili ne moraju koristiti kisik te su "fakultativne" jer mogu promijeniti dva metabolizma. Općenito, odluka je povezana s uvjetima okoliša.

S druge krajnosti, imamo grupu obligatih aeroba. Kao što naziv govori, ti se organizmi ne mogu razvijati bez nedostatka kisika, jer je neophodno za stanično disanje.

Hranjive tvari: esencijalne tvari i elementi u tragovima

U metaboličkim reakcijama bakterije oduzimaju hranjive tvari iz svog okoliša kako bi izvukle energiju potrebnu za njihov razvoj i održavanje. Hranjiva tvar je tvar koja se mora ugraditi da bi se jamčio njen opstanak kroz opskrbu energijom.

Energija iz apsorbiranih hranjivih sastojaka koristi se za sintezu osnovnih komponenti prokariotske stanice.

Hranjive tvari mogu se klasificirati kao esencijalne ili osnovne, a uključuju izvore ugljika, molekule dušika i fosfor. Ostale hranjive tvari uključuju različite ione, poput kalcija, kalija i magnezija.

Elementi u tragovima potrebni su samo u tragovima ili količinama u tragovima. Među njima je željezo, bakar, kobalt, između ostalih.

Određene bakterije nisu sposobne sintetizirati specifičnu aminokiselinu ili određeni vitamin. Ti se elementi nazivaju čimbenici rasta. Logično, čimbenici rasta vrlo su promjenjivi i u velikoj mjeri ovise o vrsti organizma.

Prehrambene kategorije

Bakterije se mogu svrstati u prehrambene kategorije uzimajući u obzir izvor ugljika koji koriste i odakle dobivaju energiju.

Ugljik se može uzimati iz organskih ili anorganskih izvora. Koriste se izrazi autotrofi ili litotrofi, dok se druga grupa naziva heterotrofi ili organotrofi.

Autotrofi mogu koristiti ugljični dioksid kao izvor ugljika, a heterotrofi trebaju organski ugljik za metabolizam.

S druge strane, postoji druga klasifikacija koja se odnosi na unos energije. Ako je organizam sposoban koristiti energiju sunca, svrstavamo ga u kategoriju fototrofa. Suprotno tome, ako se energija izvlači iz kemijskih reakcija, oni su hemotrofni organizmi.

Ako kombiniramo ove dvije klasifikacije, dobit ćemo četiri glavne prehrambene kategorije bakterija (odnosi se i na druge organizme): fotoautotrofi, fotoheterotrofi, kemoautotrofi i hemoheterotrofi. Ispod ćemo opisati svaki metabolički kapacitet metabolizma:

Photoautotrophs

Ti organizmi provode fotosintezu, gdje je svjetlost izvor energije, a ugljični dioksid izvor ugljika.

Kao i biljke, ova bakterijska skupina ima pigment klorofil a, koji mu omogućuje stvaranje kisika kroz protok elektrona. Tu je i pigment bakterioklorofil, koji ne oslobađa kisik u procesu fotosinteze.

Photoheterotrophs

Kao izvor energije mogu koristiti sunčevu svjetlost, ali ne pretvaraju se u ugljični dioksid. Umjesto toga, koriste se alkoholi, masne kiseline, organske kiseline i ugljikohidrati. Najistaknutiji primjeri su zelene ne sumporne i ljubičaste bakterije bez sumpora.

Chemoautotrophs

Također se nazivaju kemoautotrofi. Svoju energiju dobivaju oksidacijom anorganskih tvari pomoću kojih fiksiraju ugljični dioksid. Česti su u hidroterminalnim respiratorima u dubokom oceanu.

Chemoheterotrophs

U potonjem slučaju izvor ugljika i energije obično su isti elementi, na primjer, glukoza.

Prijave

Poznavanje metabolizma bakterija neizmjerno je pridonijelo području kliničke mikrobiologije. Dizajn optimalnog medija za kulturu osmišljen za rast nekog patogena od interesa temelji se na njegovom metabolizmu.

Pored toga, postoje deseci biokemijskih testova koji dovode do identifikacije nekog nepoznatog bakterijskog organizma. Ovi protokoli omogućuju uspostavljanje iznimno pouzdanog taksonomskog kadriranja.

Na primjer, katabolički profil bakterijske kulture može se prepoznati primjenom Hugh-Leifsonovog oksidacijskog / fermentacijskog testa.

Ova metodologija uključuje rast u polu-čvrstom mediju s glukozom i pH pokazateljem. Tako oksidativne bakterije razgrađuju glukozu, reakciju koja se opaža zahvaljujući promjeni boje indikatora.

Slično je moguće utvrditi kojim se putevima bakterije od interesa koriste testiranjem njihovog rasta na različitim supstratima. Neki od tih testova su: procjena fermentacijske razine glukoze, otkrivanje katalaza, reakcija citokrom oksidaza, između ostalog.

Reference

1. Negroni, M. (2009). Stomatološka mikrobiologija. Panamerican Medical Ed.
2. Prats, G. (2006). Klinička mikrobiologija. Panamerican Medical Ed.
3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999). Zbornik medicinske mikrobiologije. Elsevier Španjolska.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Život: Znanost o biologiji. Panamerican Medical Ed.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Uvod u mikrobiologiju. Panamerican Medical Ed.