BAKTERIELL METABOLISME: TYPER OG DERES EGENSKAPER - BIOLOGI - 2026

Den bakterielle metabolisme omfatter en serie av kjemiske reaksjoner som er nødvendige for livet av disse organismene. Metabolismen er delt inn i degradering eller katabolske reaksjoner, og syntese eller anabole reaksjoner.

Disse organismer utviser beundringsverdig fleksibilitet med tanke på deres biokjemiske veier, og kan bruke forskjellige kilder til karbon og energi. Typen av metabolisme bestemmer den økologiske rollen til hver mikroorganisme.

Kilde: pixabay.com

I likhet med eukaryote linjer består bakterier hovedsakelig av vann (rundt 80%) og resten i tørrvekt, består av proteiner, nukleinsyrer, polysakkarider, lipider, peptidoglykan og andre strukturer. Bakteriell metabolisme arbeider for å oppnå syntesen av disse forbindelsene ved å bruke energien fra katabolisme.

Bakteriell metabolisme skiller seg ikke så mye fra de kjemiske reaksjonene som finnes i andre mer komplekse grupper av organismer. For eksempel er det vanlige metabolske veier i nesten alle levende ting, for eksempel glukosenedbrytning eller glykolysebane.

Nøyaktig kunnskap om ernæringsmessige forhold som bakterier krever for å vokse er avgjørende for å skape kulturmedier.

Typer metabolisme og deres egenskaper

Metabolismen av bakterier er usedvanlig mangfoldig. Disse encellede organismer har en rekke metabolske "livsstiler" som lar dem leve i områder med eller uten oksygen og varierer også mellom kilden til karbon og energi de bruker.

Denne biokjemiske plastisiteten har gjort det mulig for dem å kolonisere en rekke varierte naturtyper og spille forskjellige roller i økosystemene de bor. Vi vil beskrive to klassifiseringer av metabolisme, den første er relatert til oksygenutnyttelse og den andre til de fire ernæringskategoriene.

Bruk av oksygen: anaerob eller aerob

Metabolisme kan klassifiseres som aerob eller anaerob. For prokaryoter som er fullstendig anaerobe (eller obligatoriske anaerober), er oksygen analogt med en gift. Derfor må de bo i miljøer helt fri for det.

Innen kategorien aerotolerante anaerober er bakterier i stand til å tåle oksygenmiljøer, men er ikke i stand til cellulær respirasjon - oksygen er ikke den endelige elektronakseptoren.

Enkelte arter bruker kanskje ikke oksygen og er "fakultative", siden de er i stand til å veksle de to metabolismene. Generelt er beslutningen knyttet til miljøforhold.

På det andre ytterpunktet har vi gruppen av obligatoriske aerobes. Som navnet tilsier, kan ikke disse organismer utvikle seg i fravær av oksygen, da det er viktig for cellulær respirasjon.

Næringsstoffer: nødvendigheter og sporstoffer

I metabolske reaksjoner tar bakterier næringsstoffer fra omgivelsene for å hente ut energien som er nødvendig for deres utvikling og vedlikehold. Et næringsstoff er et stoff som må innarbeides for å garantere dets overlevelse gjennom tilførsel av energi.

Energien fra de absorberte næringsstoffene brukes til syntese av de grunnleggende komponentene i den prokaryote cellen.

Næringsstoffer kan klassifiseres som essensielle eller basiske, som inkluderer karbonkilder, nitrogenmolekyler og fosfor. Andre næringsstoffer inkluderer forskjellige ioner, for eksempel kalsium, kalium og magnesium.

Sporelementer er bare påkrevd i spor- eller spormengder. Blant dem er blant annet jern, kobber, kobolt.

Enkelte bakterier er ikke i stand til å syntetisere en spesifikk aminosyre eller bestemt vitamin. Disse elementene kalles vekstfaktorer. Logisk sett er vekstfaktorer vidt varierende og avhenger i stor grad av typen organisme.

Ernæringskategorier

Bakterier kan klassifiseres i ernæringskategorier under hensyntagen til karbonkilden de bruker og hvor de får energien sin fra.

Karbon kan tas fra organiske eller uorganiske kilder. Begrepene autotrofer eller litotrofer brukes, mens den andre gruppen kalles heterotrofer eller organotrofer.

Autotrofer kan bruke karbondioksid som karbonkilde, og heterotrofer krever organisk karbon for metabolisme.

På den annen side er det en andre klassifisering relatert til energiinntak. Hvis organismen er i stand til å bruke energien fra solen, klassifiserer vi den i kategorien fototrof. I motsetning til dette, hvis energi blir utvunnet fra kjemiske reaksjoner, er de kjemotrofiske organismer.

Hvis vi kombinerer disse to klassifiseringene, vil vi oppnå de fire viktigste ernæringskategoriene av bakterier (det gjelder også for andre organismer): fotoautotrofer, fotoheterotrofer, kjemoautotrofer og kjemoterotrofer. Nedenfor beskriver vi hver av de bakterielle metabolske kapasitetene:

Photoautotrophs

Disse organismene utfører fotosyntesen, der lys er energikilden og karbondioksid er kilden til karbon.

I likhet med planter har denne bakteriegruppen pigmentet klorofyll a, som lar den produsere oksygen gjennom en strøm av elektroner. Det er også pigmentet bakterioklorofyll, som ikke frigjør oksygen i den fotosyntetiske prosessen.

Photoheterotrophs

De kan bruke sollys som energikilde, men de vender seg ikke til karbondioksid. I stedet bruker de alkoholer, fettsyrer, organiske syrer og karbohydrater. De mest fremtredende eksemplene er grønne ikke-svovel- og lilla ikke-svovelbakterier.

Chemoautotrophs

Også kalt chemoautotrophs. De får energien sin gjennom oksidasjon av uorganiske stoffer som de fikserer karbondioksid med. De er vanlige i hydroterminal respiratorer i det dype hav.

Chemoheterotrophs

I sistnevnte tilfelle er kilden til karbon og energi vanligvis det samme elementet, for eksempel glukose.

applikasjoner

Kunnskap om bakteriell metabolisme har gitt et enormt bidrag til området klinisk mikrobiologi. Utformingen av optimale kulturmedier designet for vekst av noen patogener av interesse er basert på metabolismen.

I tillegg er det dusinvis av biokjemiske tester som fører til identifisering av en ukjent bakterieorganisme. Disse protokollene gjør det mulig å etablere en ekstremt pålitelig taksonomisk innramming.

For eksempel kan den katabolske profilen til en bakteriekultur gjenkjennes ved å anvende Hugh-Leifson oksidasjons / fermenteringstest.

Denne metodikken inkluderer vekst i et halvfast medium med glukose og en pH-indikator. Dermed bryter oksidative bakterier glukose, en reaksjon som blir observert takket være fargeendringen i indikatoren.

Tilsvarende er det mulig å bestemme hvilke veier bakteriene av interesse bruker ved å teste veksten på forskjellige underlag. Noen av disse testene er: vurdering av fermenteringsveien for glukose, påvisning av katalaser, reaksjon av cytokromoksidaser, blant andre.

referanser

1. Negroni, M. (2009). Stomatologisk mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.
2. Prats, G. (2006). Klinisk mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.
3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999). Kompendium for medisinsk mikrobiologi. Elsevier Spania.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introduksjon til mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.