De bacterieel metabolisme omvat een reeks chemische reacties die nodig zijn voor het leven van deze organismen. Het metabolisme is onderverdeeld in afbraak- of katabole reacties en synthese of anabole reacties..
Deze organismen vertonen een bewonderenswaardige flexibiliteit in termen van hun biochemische routes, omdat ze verschillende bronnen van koolstof en energie kunnen gebruiken. Het type metabolisme bepaalt de ecologische rol van elk micro-organisme.
Net als eukaryote lijnen bestaan bacteriën voornamelijk uit water (ongeveer 80%) en de rest in droog gewicht, bestaande uit eiwitten, nucleïnezuren, polysacchariden, lipiden, peptidoglycaan en andere structuren. Bacterieel metabolisme werkt om de synthese van deze verbindingen te bereiken, gebruikmakend van de energie van katabolisme.
Het bacteriële metabolisme verschilt niet veel van de chemische reacties die aanwezig zijn in andere, meer complexe groepen organismen. Er zijn bijvoorbeeld gemeenschappelijke metabolische routes in bijna alle levende wezens, zoals de afbraakroute van glucose of glycolyse..
Nauwkeurige kennis van de voedingsomstandigheden die bacteriën nodig hebben om te groeien, is essentieel voor het creëren van kweekmedia.
Artikel index
Het metabolisme van bacteriën is buitengewoon divers. Deze eencellige organismen hebben een verscheidenheid aan metabole "levensstijlen" waardoor ze in gebieden met of zonder zuurstof kunnen leven en ook kunnen variëren tussen de bron van koolstof en energie die ze gebruiken..
Door deze biochemische plasticiteit hebben ze een reeks gevarieerde habitats kunnen koloniseren en verschillende rollen kunnen spelen in de ecosystemen waarin ze leven. We zullen twee classificaties van metabolisme beschrijven, de eerste heeft betrekking op zuurstofgebruik en de tweede op de vier voedingscategorieën.
Metabolisme kan worden geclassificeerd als aëroob of anaëroob. Voor prokaryoten die volledig anaëroob zijn (of obligaat anaëroob), is zuurstof analoog aan een gif. Daarom moeten ze leven in omgevingen die er volledig vrij van zijn..
Binnen de categorie van aerotolerante anaëroben kunnen bacteriën zuurstofomgevingen verdragen, maar zijn ze niet in staat tot cellulaire ademhaling - zuurstof is niet de laatste elektronenacceptor.
Bepaalde soorten gebruiken al dan niet zuurstof en zijn "facultatief", aangezien ze in staat zijn om de twee metabolismen af te wisselen. Over het algemeen heeft de beslissing betrekking op omgevingsomstandigheden.
Aan het andere uiterste hebben we de groep obligate aerobes. Zoals de naam al aangeeft, kunnen deze organismen zich niet ontwikkelen zonder zuurstof, omdat het essentieel is voor cellulaire ademhaling..
Bij metabolische reacties nemen bacteriën voedingsstoffen uit hun omgeving om de energie te extraheren die nodig is voor hun ontwikkeling en onderhoud. Een nutriënt is een stof die door middel van energievoorziening moet worden opgenomen om zijn voortbestaan te garanderen..
De energie van de opgenomen voedingsstoffen wordt gebruikt voor de synthese van de basiscomponenten van de prokaryote cel..
Voedingsstoffen kunnen als essentieel of basisch worden geclassificeerd, waaronder koolstofbronnen, stikstofmoleculen en fosfor. Andere voedingsstoffen zijn verschillende ionen, zoals calcium, kalium en magnesium.
Spoorelementen zijn alleen vereist in sporen- of sporenhoeveelheden. Onder hen zijn onder meer ijzer, koper, kobalt.
Bepaalde bacteriën zijn niet in staat om een bepaald aminozuur of een bepaalde vitamine te synthetiseren. Deze elementen worden groeifactoren genoemd. Logischerwijs zijn groeifactoren sterk variabel en grotendeels afhankelijk van het type organisme.
Bacteriën kunnen in voedingscategorieën worden ingedeeld, rekening houdend met de koolstofbron die ze gebruiken en waar ze hun energie vandaan halen..
Koolstof kan worden gewonnen uit organische of anorganische bronnen. De termen autotrofen of lithotrofen worden gebruikt, terwijl de andere groep heterotrofen of organotrofen wordt genoemd..
Autotrofen kunnen kooldioxide als koolstofbron gebruiken en heterotrofen hebben organische koolstof nodig voor hun metabolisme..
Aan de andere kant is er een tweede classificatie met betrekking tot energie-inname. Als het organisme in staat is om de energie van de zon te gebruiken, classificeren we het in de categorie fototroof. Als energie daarentegen wordt gewonnen uit chemische reacties, zijn het chemotrofe organismen..
Als we deze twee classificaties combineren, krijgen we de vier belangrijkste voedingscategorieën van bacteriën (dit geldt ook voor andere organismen): fotoautotrofen, fotoheterotrofen, chemoautotrofen en chemoheterotrofen. Hieronder zullen we elk van de bacteriële metabolische capaciteiten beschrijven:
Deze organismen voeren fotosynthese uit, waarbij licht de energiebron is en kooldioxide de bron van koolstof..
Net als planten heeft deze bacteriegroep het pigment chlorofyl a, waardoor het zuurstof kan produceren door een stroom elektronen. Er is ook het pigment bacteriochlorofyl, dat geen zuurstof afgeeft tijdens het fotosyntheseproces.
Ze kunnen zonlicht gebruiken als hun energiebron, maar ze worden niet omgezet in kooldioxide. In plaats daarvan gebruiken ze alcoholen, vetzuren, organische zuren en koolhydraten. De meest prominente voorbeelden zijn groene niet-zwavelhoudende en paarse niet-zwavelhoudende bacteriën..
Ook wel chemoautotrofen genoemd. Ze halen hun energie uit de oxidatie van anorganische stoffen waarmee ze kooldioxide binden. Ze komen veel voor in hydroterminal ademhalingstoestellen in de diepe oceaan..
In het laatste geval is de bron van koolstof en energie meestal hetzelfde element, bijvoorbeeld glucose..
Kennis van bacterieel metabolisme heeft een enorme bijdrage geleverd aan de klinische microbiologie. Het ontwerp van optimale kweekmedia die zijn ontworpen voor de groei van een pathogeen van belang, is gebaseerd op zijn metabolisme..
Bovendien zijn er tientallen biochemische tests die leiden tot de identificatie van een onbekend bacterieel organisme. Met deze protocollen kan een uiterst betrouwbare taxonomische framing worden vastgesteld..
Het katabole profiel van een bacteriecultuur kan bijvoorbeeld worden herkend door de Hugh-Leifson oxidatie- / fermentatietest toe te passen..
Deze methodologie omvat groei in een halfvast medium met glucose en een pH-indicator. Zo breken oxidatieve bacteriën glucose af, een reactie die wordt waargenomen dankzij de kleurverandering in de indicator.
Op dezelfde manier is het mogelijk om vast te stellen welke routes de bacteriën van belang gebruiken door hun groei op verschillende substraten te testen. Enkele van deze tests zijn: de beoordeling van de fermentatieroute van glucose, detectie van catalasen, reactie van cytochroomoxidasen, onder andere..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.