Sunt anaerobii opționali? Exemple și clasificare

Reprezentanții regatului Drobnyanka, precum și niște alge și viermi și ciuperci parazitare sunt caracterizate printr-o formă specială de oxidare a substanțelor organice, care are loc în absența oxigenului molecular sau la o concentrație scăzută. Organismele care trăiesc într-un mediu lipsit de oxigen sunt anaerobe. Tipurile opționale și obligatorii, precum și exemplele de trai și clasificare vor fi examinate de noi în acest articol.

De ce are nevoie de respirație

Vom preciza că vom vorbi despre așa-numitele interne, sau celulară, respirație. Sarcina sa principală este de a obține energie din substanțe, în special glucoză, care intră în celulă. Dacă oxigenul participă la procesele de oxidare, organismele sunt numite aerobe. Dacă individul primește o porțiune de energie prin fosforilarea substratului fără afluxul de molecule O₂ Sunt organisme, anaerobe.

Acest termen, introdus de Louis Pasteur în 1861, inițial vizează numai câteva tipuri de procariote care efectuează fermentarea acidului oleic. În microbiologia modernă, această denumire unește toate organismele care utilizează oxigen, nu nitrați, hidrogen sau compuși organici sub forma unui acceptor final. Lanțurile respiratorii de aerobe, anaerobe facultative și obligatorii, pe care le vom lua în considerare în continuare, realizează procesele schimbul de energie, datorită cărora există o oxidare a glucozei, a aminoacizilor și a grăsimilor la CO₂ , H₂O și NH_3. Rețineți, de asemenea, că metabolismul anaerob este mai puțin eficient decât oxigenul. Acest lucru se datorează faptului că creșterea în absența oxigenului necesită mai mult substrat, de exemplu, glucoză. Energia ca urmare a scindării anoxice este, de asemenea, eliberată mai puțin. De exemplu, când glicoliza - 2 moli fiecare de ATP din molecula de glucoză, în timp ce clivajul oxigen a sintetizat 36 de molecule de adenozin trifosfat.

Varietate de anaerobi

Clasificarea modernă include diferite tipuri de organisme, în special bacterii. De exemplu, anaerobii facultativi sunt specii singulare sau multicelulare de procariote, plante sau ciuperci a căror catabolism nu necesită prezența O₂. Dar prezența sa în citosol a celulei sau în mediul extern nu este fatală pentru individ. De exemplu, ele includ agenți bacterieni care provoacă boli umane: angină streptococ, hemolitice Staphylococcus aureus. Anaerobii opționali sunt și câteva tipuri de bacterii, a căror activitate vitală este utilă oamenilor. Deci, streptococul termofil, divizând lactoza la C₃H₆oh₃ este utilizat în producția de produse lactate fermentate: smântână, lapte fermentat, soiuri de brânză moale. În medicină, este indispensabilă în producția de probiotice, utilizate pentru prevenirea enterocolitei și a diareei de diverse etiologii. Continuând să ia în considerare clasificarea anaerobelor, haideți să acordăm atenție macro-aerofililor care trăiesc într-un mediu în care concentrația de O₂ nu depășește 0,5-1%.

Dintre acestea, multe specii patogene pentru oameni, de exemplu, streptococi, provocând faringită și boala Lyme. Alte tipuri de aerobe facultative locuiesc în tractul gastro-intestinal uman, provocând diferite tipuri de gastrită, precum și ulcer gastric. Agentul cauzal al bolilor de mai sus este binecunoscutul Helicobacter. Un număr mare de macro aerophiles aparținând anaerobilor facultativi necesită un conținut crescut de dioxid de carbon pentru metabolismul lor. Astfel de procariote se numesc capofili.

Ciclul respirator facultative anaerobe

Vom continua să studiem caracteristicile metabolismului acestui grup de bacterii. În condițiile de laborator sa stabilit că acestea pot fi determinate într-o soluție de substanțe organice care conțin diferite fracția de masă oxigen. Acești anaerobi se vor acumula mai aproape de fundul tubului, unde concentrația de O₂ scăzută. Acest lucru se datorează faptului că anaerobii - o bacterie facultativi la care doze mici de oxigen nu au un efect dăunător grav. Anterior am menționat că unele grupe de bacterii, de exemplu, denitrificare, acceptorul finale sunt nitrat - compuși cu azot, oxidarea din trecut.

În lanțul respirator al anaerobelor facultative, o enzimă de reductază de nitrat participă la reacții catalitice, asigurând transportul de electroni către ionul NO₃^-. Astfel de bacterii includ procarioții din genurile Micrococcus, Pseudomonas. Ei trăiesc atât în ​​corpuri de apă, cât și în soluri umede. Aceste bacterii utilizează oxigenul sărurilor de acid nitric ca acceptor de electroni, realizând așa-numita "respirație nitratată".

Rolul enzimelor în catabolismul bacteriilor

Metabolismul microorganismelor funcție importantă a sistemului catalitic este efectuată, citocromilor furnizate, catalaza, enzime flavin, peroxidaza. Astfel, flavoproteinelor joacă un rol element de legătură a substratului și moleculele de oxigen, care apoi sunt reduse la peroxid de hidrogen. Având în vedere faptul că anaerobi facultativi - sunt microorganisme a căror metabolizare are loc atât în ​​prezența O₂, și într-un mediu lipsit de oxigen, se pot distinge două tipuri de procariote. Să le analizăm mai detaliat.

Tipuri de bacterii opționale

Aerobi, anaerobi, anaerobi facultativi, microaerofili sunt o listă destul de completă a procarioților ale căror lanțuri respiratorii depind în parte sau în totalitate de prezența moleculelor de oxigen în soluția de nutrienți. De exemplu, bacteriile alertolerant care oxidează zahărul din lapte se dezvoltă în prezența O₂, dar nu-l utilizați în lanțul respirator. Ei sintetizează energia prin reacții de fermentare. Alte anaerobi opționale, de exemplu, celule de drojdie, în funcție de compoziția chimică a substratului sunt capabili să treacă de procesul de fermentație pentru respirație cu oxigen.

Citochrome și importanța lor în metabolism

Proteine ​​complexe - proteine, inclusiv heme (grup protetic care conține fier) ​​- sunt citocromi. Prin participarea la respiratia celulara in bacterii si drojdie, acestea sunt atât donatori și acceptori de electroni. Atomul de fier al grupului protetic își schimbă în mod reversibil starea de oxidare de la +2 la +3. Acest lucru permite de a transporta electroni din dehidrogenază citocromului la acetaldehida sau acid piruvic. aerobi, facultativi anaerobi și microaerophiles Acceptoare de electroni pot fi prezentate de moleculele de dioxid de carbon, ioni de hidrogen, aminoacizi.

Importanța anaerobelor procariote în ciclul substanțelor din natură

Este imposibil să ne imaginăm ciclurile principalelor elemente organogene, de exemplu, azotul care apare în biosfera Pământului, fără participarea microorganismelor. Deoarece anaerobii facultativi sunt bacterii în primul rând denitrificatoare, aceștia pot să reducă sărurile de acid azotic solubile în sol la N₂O sau până la eliberarea azotului. Denitrificarea este cea mai activă în solurile care conțin o cantitate excesivă de îngrășăminte pe bază de apă și azot. Ca urmare a reacțiilor chimice, moleculele de azot liber revin din nou în atmosferă, închizând ciclul transformărilor sale în natură.

Probioticele și importanța lor pentru oameni

Din cele mai mult de 500 de specii de bacterii care populează tractul gastro-intestinal uman, un loc important este ocupat de anaerobi facultativi. Acestea sunt în primul rând reprezentanți ai genurilor Lactobacillus, Streptococcus, Candida. Cel mai mare număr este localizat în intestinul gros. Aceasta bacterie reglează motilitatea (mișcarea maselor de alimente) și sintetiza vitaminele B și C. Ele sunt, de asemenea, implicate în dezvoltarea proteinelor protectoare - imunoglobuline, și cele la rândul lor, furnizează conținut intestinal bactericid. Studiile medicale au aratat ca continutul de bacterii din colon uman scade brusc după bolile infecțioase datorate proceselor inflamatorii si dupa terapia cu antibiotice.

Pentru a restaura microflora în tractul gastro-intestinal folosind droguri - probiotice. Acestea includ anaerobi facultativi utili - bifido- și lactobacili. Odată ajuns în colon uman, acestea asigură funcționarea sa normală și de a reduce efectele negative ale celor de mai sus. Cele mai frecvent utilizate probiotice dovedite in gastroenterologie - un "Hilak Forte", "Linex", "Laktovit".