Fakultative anaerobe - hva er dette? Eksempler og klassifisering

Representanter Monera rike, samt noen parasittiske ormer og alger og sopp er karakterisert ved en spesiell form for oksydasjon av organiske forbindelser som forekommer i fravær av molekylært oksygen eller ved en lav konsentrasjon. Organismer som lever i et oksygenfritt miljø - det anaerobe bakterier. Fakultative og forplikter arter, samt eksempler på deres liv og klassifiseringen vil bli vurdert av oss i denne artikkelen.

Hvorfor trenger du å puste

Vi spesifiserer at vi vil snakke om den såkalte interne, eller mobilnettet, åndedrett. Dens hovedoppgave er å produsere energi fra stoffer, spesielt glukose inn i cellen. Dersom oksidasjonsprosesser deltar oksygen - er organismene kalles aerobic. Hvis den enkelte mottar en del av energien av substratfosforylering uten tilførsel av O ₂ molekyler - er organismer, anaerobe.

Dette begrep laget av Lui Pasterom i 1861, i første omgang bare anvendes for visse former for prokaryoter som utfører smørsyregjæring. I moderne mikrobiologi under dette navnet alle organismer kombinert, under anvendelse av en endelig akseptor er ikke oksygen, og nitrater, hydrogen eller organiske forbindelser. Respiratoriske kjeden aerob, fakultative og obligate anaerobe bakterier, som vi anser nedenfor, prosesser utført energimetabolisme, gjennom hvilken oksidasjon av glukose, fett og aminosyrer til CO _2, H ₂ O og NH _3. Merk også at anaerob metabolisme mindre effektiv enn oksygen. Dette skyldes det faktum at vekst i fravær av oksygen krever mer substrat, for eksempel glukose. Energi som et resultat av splitting av oksygenfrie står er også mindre. For eksempel, når glykolyse - 2 mol av hver av ATP fra glukose molekyl, mens oksygen spalting av syntetiske 36 molekyler av adenosintrifosfat.

Mangfoldet av anaerobe

I den moderne Klassifiseringen omfatter forskjellige typer organismer, spesielt bakterier. For eksempel, fakultative anaerobe bakterier - en en- eller flercellede arter av prokaryoter, planter eller sopp, som katabolisme ikke krever O _2. Men hans tilstedeværelse i cytosol av cellen eller i det ytre miljø er ikke for enkeltpersoner fatale. For eksempel, disse inkluderer bakterier humane patogener: anginal streptokokker hemolytisk Staphylococcus. De er fakultative anaerober, og visse typer av bakterier, som levebrød nyttige for mennesker. Således er den termofile Streptococcus spalting av laktose til _{C3-H 6} O _3, blir brukt til produksjon av fermenterte melkeprodukter: fløte, surmelk, myke oster. Innen medisinen er det uunnværlig i produksjonen av probiotika som anvendes for forebygging av diaré og enterokolitt av forskjellige etiologi. Fortsetter med klassifiseringen av anaerobe bakterier, merk makroaerofilov lever i et miljø der konsentrasjonen av O ₂ ikke overstiger 0,5-1%.

Blant disse mange humane patogene arter, så som streptokokker, forårsaker faryngitt, og Lyme sykdom. Andre typer av fakultative aerober bor i den humane mage-tarmkanalen, som forårsaker forskjellige typer av gastritt og magesår. Det forårsakende middel for de ovennevnte sykdommer er velkjent Helicobacter. Et stort antall makroaerofilov knyttet til fakultative anaerober, krever for deres metabolisme høyt innhold av karbondioksyd. Disse kalles prokaryoter capnophile.

Åndedrettskjede fakultative anaerobe

Vi fortsetter å studere egenskapene til denne gruppen av bakterier metabolisme. Under laboratorieforhold er det funnet at de kan bli bestemt i en oppløsning av organiske stoffer inneholdende forskjellige vektforhold av oksygen. Disse anaerobe vil samle seg nær bunnen av røret, karakterisert ved at konsentrasjonen av _O2 er lav. Dette skyldes det faktum at de fakultative anaerobe bakterier - en bakterie som små doser av oksygen har en alvorlig skadelig virkning. Vi har tidligere nevnt at noen grupper av bakterier, for eksempel, denitrifiserende, den endelige akseptor er nitrat - nitrogenholdige forbindelser, oksydasjon av det siste.

Respirasjonskjeden fakultative anaerober i katalytiske reaksjoner som er involvert enzymet nitratreduktase, som gir elektrontransport av det ion NO ₃ ^-. Disse bakterier er prokaryoter av slektene Micrococcus, Pseudomonas. De lever i dammer og i våt jord. Disse bakteriene bruker nitratsoksygensyresalter som en elektronakseptor, som bærer såkalte "nitrat åndedrett".

Rollen av enzymet i katabolismen av bakterier

Metabolismen av mikroorganismer viktig funksjon i det katalytiske system er utført, forutsatt cytokromer, katalase, flavin enzymer, peroksydase. Således flavoproteins spille en rolle element som forbinder substratet og oksygenmolekylene, som deretter reduseres til hydrogenperoksyd. Gitt det faktum at fakultative anaerober - er mikroorganismer metabolisme som forekommer både i nærvær av O _2, og i et oksygenfritt miljø, kan disse to typer av prokaryoter skilles. La oss se på dem i mer detalj.

Typer av fakultative bakterier

Aerober, anaerobe, fakultativt anaerobe bakterier, microaerophiles - en ganske komplett liste av prokaryoter, respiratoriske kjeden som er delvis eller fullstendig avhengig av tilstedeværelsen av næringsløsning til oksygenmolekyler. For eksempel, allerotolerantnye oksiderende bakterier laktose, utvikler seg i nærvær av _O-2, men ikke ved anvendelse av den i respirasjonskjeden. De syntetisere energi ved fermenteringsreaksjoner. Andre valgfrie anaerobe organismer, for eksempel gjærcellene, avhengig av den kjemiske sammensetningen av substratet er i stand til å passere fra fermenteringsprosessen for oksygen puste.

Cytochromes og deres betydning i stoffskiftet

Komplekse proteiner - proteid som inkorporerer heme (jernholdig prostetiske gruppe) - er cytokromer. Ved å delta i cellulær respirasjon i bakterier og gjær, de er begge givere og elektronakseptorer. Jernatom prostetisk gruppe reversibelt endre sin oksidasjonstilstand 2-3. Dette gjør det mulig å transportere elektroner fra cytokrom dehydrogenase til acetaldehyd eller pyrodruesyre. Fakultative aerober, anaerobe og microaerophiles elektronakseptorer kan bli presentert med molekyler av karbondioksid, hydrogenioner, aminosyrer.

Betydning prokaryoter, anaerobe i en syklus av materie i naturen

Det er utenkelig sykluser organogenic hovedelementer, eksempelvis nitrogen som forekommer i biosfæren jorden, uten medvirkning av mikroorganismer. Siden fakultative anaerober - primært denitrifiserende bakterier, de er i stand til å redusere oppløselig i salpetersyre salter til jord eller N ₂ O til fritt nitrogen. Denitrifikasjon foregår mest aktivt i jordsmonn inneholdende et overskudd av vann og nitrogenholdig gjødsel. Som et resultat av kjemiske reaksjoner av frie nitrogenmolekylene igjen tilbake til atmosfæren ved å lukke syklusen av sine transformasjoner i naturen.

Probiotika og deres implikasjoner for menneske

Av de mer enn 500 arter av bakterier som lever i fordøyelsessystem, er en viktig plass som opptas av fakultative anaerobe bakterier. Det er først og fremst representanter for slektene Lactobacillus, Streptococcus, Candida. Det største antallet av dem ligger i tykktarmen. Det bakterier regulere motilitet (bevegelse av mat masser) og syntetisere vitamin B og C. De er også involvert i utvikling av beskyttende proteiner - immunoglobulin, og de som i sin tur, gir baktericide tarminnhold. Medisinske studier har vist at innholdet av bakterier i den humane kolon avtar sterkt etter infeksjonssykdommer som skyldes inflammatoriske prosesser og etter behandling med antibiotika.

For å gjenopprette mikrofloraen i mage-tarmkanalen ved hjelp av narkotika - probiotika. De inneholder nyttige fakultative anaerobe - bifidobakterier og laktobasiller. En gang i den humane kolon, de sørger for normal drift og redusere de negative effekter av ovennevnte. De mest brukte probiotika påvist i gastroenterologi - en "Hilak Forte", "Linex", "Laktovit".