Anaerobes pilihan adalah apa? Contoh dan klasifikasi

Wakil-wakil kerajaan Drobyanka, serta beberapa alga dan cacing parasit dan kulat dicirikan oleh bentuk khusus pengoksidaan bahan-bahan organik, yang terjadi dalam ketiadaan oksigen molekul atau pada kepekatan yang rendah. Organisma yang hidup dalam persekitaran bebas oksigen adalah anaerobes. Spesies pilihan dan mewajibkan, serta contoh-contoh penghidupan dan klasifikasi mereka akan dipertimbangkan oleh kami dalam artikel ini.

Mengapa Keperluan Nafas

Mari kita jelaskan bahawa kita akan bercakap tentang apa yang dipanggil dalaman, atau selesema, bernafas. Tugas utamanya adalah untuk mendapatkan tenaga dari bahan, terutamanya glukosa, memasuki sel. Jika oksigen mengambil bahagian dalam proses pengoksidaan, organisma dipanggil aerobes. Jika individu menerima sebahagian daripada tenaga melalui fosforilasi substrat tanpa kemasukan molekul O ₂ , ini adalah organisma anaerob.

Istilah ini, yang diperkenalkan oleh Louis Pasteur pada tahun 1861, pada mulanya hanya mengambil perhatian beberapa jenis prokariot yang menjalankan penapaian asam oleat. Dalam mikrobiologi moden, nama ini menyatukan semua organisma yang menggunakan oksigen, bukan nitrat, hidrogen atau sebatian organik dalam bentuk penerima akhir. Rantaian pernafasan aerob, fakultatif dan obligasi anaerob, yang akan kita pertimbangkan di bawah, menjalankan proses metabolisme tenaga, di mana glukosa, asid amino dan lemak teroksida ke CO ₂ , H ₂ O dan NH _3. Perhatikan juga bahawa metabolisme anaerobik kurang berkesan daripada oksigen. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahawa untuk pertumbuhan dalam ketiadaan oksigen memerlukan lebih banyak substrat, misalnya, glukosa. Tenaga akibat belahan anoxic juga dibebaskan kurang. Sebagai contoh, glikolisis - 2 mol ATP dari setiap molekul glukosa, sedangkan dalam kes pembelahan oksigen, 36 molekul adenosin trifosfat disintesis.

Pelbagai jenis anaerob

Klasifikasi moden termasuk pelbagai jenis organisma, terutamanya bakteria. Sebagai contoh, anaerob fakultatif adalah spesies prokariot tunggal, atau tumbuhan atau kulat yang tidak memerlukan kehadiran O ₂ spesies katabolisme. Tetapi kehadirannya di sitosol sel atau di persekitaran luaran tidak membawa maut kepada individu. Sebagai contoh, mereka termasuk agen bakteria-penyebab penyakit manusia: streptokokus anginal , staphylococcus hemolitik . Anaerob pilihan adalah juga beberapa jenis bakteria, yang aktiviti pentingnya berguna kepada manusia. Oleh itu, streptokokus thermophilic, membelah laktosa ke C ₃ H ₆ O _3, digunakan dalam pengeluaran produk susu yang ditapai: krim masam, ryazhenka, jenis keju lembut. Dalam bidang perubatan, ia adalah sangat penting dalam pengeluaran probiotik, yang digunakan untuk mencegah enterocolitis dan cirit-birit pelbagai etiologi. Meneruskan untuk mempertimbangkan klasifikasi anaerobes, mari kita perhatikan aerobil makro yang hidup di persekitaran di mana kepekatan O ₂ tidak melebihi 0.5-1%.

Antaranya, banyak spesies patogenik kepada manusia, misalnya, streptococci, menyebabkan penyakit faringitis dan Lyme. Jenis aerobes fakultatif lain menghuni saluran gastrousus manusia, yang merangsang pelbagai jenis gastrik, serta ulser gastrik. Ejen penyebab penyakit-penyakit di atas adalah Helicobacter yang terkenal. Sebilangan besar aerobil makro yang dimiliki oleh anaerobes fakultatif memerlukan peningkatan kandungan karbon dioksida untuk metabolisme mereka. Prokariot sedemikian dipanggil capnophiles.

Rangkaian pernafasan anaerob fakultatif

Kami akan terus mengkaji ciri-ciri metabolisme kumpulan bakteria ini. Dalam keadaan makmal didapati bahawa ia boleh ditentukan dalam penyelesaian bahan organik yang mengandungi pecahan massa oksigen yang berbeza. Anaerob ini akan mengumpul lebih dekat ke bahagian bawah tiub, di mana kepekatan O ₂ adalah rendah. Ini disebabkan oleh fakta bahawa anaerobik fakulti adalah bakteria, yang mana dos oksigen kecil tidak mempunyai kesan merosakkan yang serius. Terdahulu, kita menyebut bahawa dalam bakteria sesetengah kumpulan, contohnya, denitrifying, penerima akhir adalah nitrat, sebatian nitrogen yang telah teroksida.

Dalam rantaian pernafasan anaerob fakultatif, enzim nitrat reduktase mengambil bahagian dalam tindak balas katalitik, memberikan pengangkutan elektron ke NO _3- ion. Bakteria tersebut termasuk prokariot dari Micrococcus genera, Pseudomonas. Mereka hidup dalam kedua-dua badan air dan dalam tanah lembap. Bakteria ini menggunakan garam asid nitrate oksigen sebagai penerima elektron, yang menjalankan "pernafasan nitrat" yang dipanggil.

Peranan enzim dalam katabolisme bakteria

Dalam metabolisme mikroorganisma, fungsi penting dilakukan oleh sistem pemangkin yang diwakili oleh cytochromes, catalase, enzim flavin, peroksidase. Oleh itu, flavoprotein memainkan peranan unsur yang menghubungkan molekul substrat dan oksigen, yang kemudiannya dikurangkan menjadi hidrogen peroksida. Memandangkan hakikat bahawa anaerob fakulti adalah mikroorganisma yang metabolismenya berlaku di hadapan O ₂ dan dalam persekitaran bebas oksigen, dua jenis prokariote ini dapat dibezakan. Mari kita pertimbangkan mereka dengan lebih terperinci.

Jenis bakteria pilihan

Aerobes, anaerobes, anaerobes fakultatif, microaerophiles adalah senarai lengkap prokariot yang rantai pernafasannya bergantung kepada sebahagian atau keseluruhannya kehadiran molekul oksigen dalam larutan nutrien. Sebagai contoh, bakteria allertolerant yang mengoksidakan gula susu berkembang di hadapan O ₂ , tetapi tidak menggunakannya dalam rantaian pernafasan. Mereka mensintesis tenaga melalui tindak balas penapaian. Lain-lain anaerobik fakulti, contohnya, sel-sel yis, bergantung kepada komposisi kimia substrat, dapat lulus dari proses penapaian kepada pernafasan oksigen.

Cytochromes dan kepentingannya dalam metabolisme

Protein kompleks - protein, termasuk heme (kumpulan prostetik yang mengandungi besi) - adalah cytochromes. Mengambil bahagian dalam respirasi selular dalam bakteria dan ragi, mereka berdua penderma dan penerima elektron. Atom besi dari kumpulan prostetik secara kebetulan mengubah keadaan pengoksidaannya dari +2 hingga +3. Ini membolehkan cytochromes untuk mengangkut elektron daripada dehidrogenase kepada asetaldehid atau asid piruvat. Aerobes pilihan, anaerob dan microaerophiles mungkin mempunyai akseptor elektron yang diwakili oleh molekul karbon dioksida, ion hidrogen, asid amino.

Kepentingan anaerobik prokariotik dalam kitaran bahan dalam alam semula jadi

Tidak mungkin untuk membayangkan kitaran unsur-unsur organogenik utama, contohnya, nitrogen, yang berlaku di biosfera bumi, tanpa penyertaan mikroorganisma. Oleh kerana anaerobal fakultatif adalah terutamanya bakteria, mereka dapat mengurangkan garam asid nitrik larutan tanah kepada N ₂ O atau bebas dari nitrogen. Denitrifikasi paling aktif dalam tanah yang mengandungi baja air dan nitrogen yang berlebihan. Hasil daripada tindak balas kimia, molekul nitrogen bebas kembali ke atmosfera, menutup kitaran transformasinya dalam alam semula jadi.

Probiotik dan kepentingan mereka untuk manusia

Daripada lebih daripada 500 spesies bakteria yang mendiagnosis saluran gastrointestinal manusia, tempat penting diduduki oleh anaerob fakultatif. Ini terutamanya wakil-wakil genera Lactobacillus, Streptococcus, Candida. Bilangan terbesar terletak di usus besar. Di dalamnya, bakteria mengawal peristalsis (pergerakan jisim makanan) dan mensintesis vitamin B dan K. Mereka turut mengambil bahagian dalam pengeluaran protein pelindung - immunoglobulin, dan seterusnya, memastikan kandungan usus bakterisida. Penyelidikan perubatan telah menyatakan bahawa kandungan bakteria dalam usus besar manusia telah dikurangkan dengan ketara selepas penyakit berjangkit, akibat proses keradangan, dan juga selepas terapi antibiotik.

Untuk memulihkan mikroflora saluran gastrousus, ubat digunakan - probiotik. Mereka termasuk anaerobes fakultatif berguna - bifido- dan lactobacilli. Masuk ke usus besar seseorang, mereka memastikan berfungsi normal dan mengurangkan akibat negatif yang dinyatakan di atas. Probiotik yang paling biasa digunakan, yang telah membuktikan diri mereka dalam gastroenterology, ialah Hilak Forte, Linex, Lactovit.