Bacteriële metabolismetypes en hun kenmerken

de bacterieel metabolisme Het bevat een reeks chemische reacties die nodig zijn voor de levensduur van deze organismen. Het metabolisme is verdeeld in afbraak- of katabole reacties en synthetische of anabole reacties.

Deze organismen vertonen een bewonderenswaardige flexibiliteit in hun biochemische routes, in staat om verschillende bronnen van koolstof en energie te gebruiken. Het type metabolisme bepaalt de ecologische rol van elk micro-organisme.

Net als de eukaryote lijnen, worden de bacteriën voornamelijk gevormd door water (ongeveer 80%) en de rest in droog gewicht, bestaande uit eiwitten, nucleïnezuren, polysacchariden, lipiden, peptidoglycan en andere structuren. Bacterieel metabolisme werkt om de synthese van deze verbindingen te bereiken, met behulp van energie uit katabolisme.

Het bacteriële metabolisme verschilt niet veel van de chemische reacties die aanwezig zijn in andere groepen van meer complexe organismen. Er zijn bijvoorbeeld metabole routes die in bijna alle levende wezens voorkomen, zoals het pad van glucosedegradatie of glycolyse.

Nauwkeurige kennis van de voedingsomstandigheden die bacteriën nodig hebben om te groeien, is essentieel voor het creëren van kweekmedia.

index

• 1 Typen metabolisme en hun kenmerken
  • 1.1 Gebruik van zuurstof: anaeroob of aeroob
  • 1.2 Nutriënten: essentials en oligoelements
  • 1.3 Voedingscategorieën
  • 1.4 Photoautotrofen
  • 1.5 Foto-heterotrofen
  • 1.6 Chemoautotrofen
  • 1.7 Chemoheterotrofen
• 2 toepassingen
• 3 referenties

Typen metabolisme en hun kenmerken

Het metabolisme van bacteriën is buitengewoon divers. Deze eencellige organismen hebben verschillende metabole "levensstijlen" waardoor ze in gebieden met of zonder zuurstof kunnen leven en ook variëren tussen de bron van koolstof en energie die zij gebruiken.

Deze biochemische plasticiteit heeft hen in staat gesteld een reeks gevarieerde habitats te koloniseren en verschillende rollen te spelen in de ecosystemen die zij bewonen. We zullen twee classificaties van metabolisme beschrijven, de eerste is gerelateerd aan het gebruik van zuurstof en de tweede met de vier voedingscategorieën.

Gebruik van zuurstof: anaeroob of aeroob

Het metabolisme kan worden geclassificeerd als aerobisch of anaëroob. Voor prokaryoten die volledig anaeroob (of obligaat anaëroben) zijn, is zuurstof analoog aan een gif. Daarom moeten ze leven in omgevingen die er volledig vrij van zijn.

In de categorie van aero-tolerante anaëroben, voer de bacteriën in die in staat zijn om omgevingen met zuurstof te verdragen, maar zijn niet in staat om cellulaire ademhaling uit te voeren - zuurstof is niet de laatste acceptor van elektronen.

Bepaalde soorten kunnen al dan niet zuurstof gebruiken en zijn "facultatief", omdat ze in staat zijn om de twee metabolismen af ​​te wisselen. Over het algemeen houdt de beslissing verband met de omgevingscondities.

Aan de andere kant hebben we de groep aerobes verplicht. Zoals de naam al aangeeft, kunnen deze organismen zich niet ontwikkelen in afwezigheid van zuurstof, omdat het essentieel is voor cellulaire ademhaling.

Nutriënten: essentials en sporenelementen

Bij stofwisselingsreacties nemen bacteriën de voedingsstoffen uit hun omgeving om de energie te onttrekken die nodig is voor hun ontwikkeling en onderhoud. Een voedingsstof is een stof die moet worden ingebouwd om te zorgen voor zijn overleving door de toevoer van energie.

De energie afkomstig van de geabsorbeerde voedingsstoffen wordt gebruikt voor de synthese van de basiscomponenten van de prokaryotische cel.

Nutriënten kunnen worden geclassificeerd als essentieel of basisch, waaronder koolstofbronnen, moleculen met stikstof en fosfor. Andere voedingsstoffen zijn verschillende ionen, zoals calcium, kalium en magnesium.

Spoorelementen zijn alleen nodig in spoorhoeveelheden of sporenhoeveelheden. Onder hen is ijzer, koper, kobalt, onder anderen.

Bepaalde bacteriën zijn niet in staat om een ​​bepaald aminozuur of een bepaalde vitamine te synthetiseren. Deze elementen worden groeifactoren genoemd. Logisch gezien zijn de groeifactoren sterk variabel en hangen in grote mate af van het soort organisme.

Voedingscategorieën

We kunnen bacteriën in categorieën van nutriënten indelen, rekening houdend met de koolstofbron die ze gebruiken en waar ze de energie opnemen.

De koolstof kan worden gewonnen uit organische of anorganische bronnen. De termen autotrophs of lithotrophs worden gebruikt, terwijl de andere groep heterotrophs of organotrophs wordt genoemd.

Autotrophs kunnen kooldioxide als koolstofbron gebruiken, en heterotrophs vereisen organische koolstof voor hun metabolisme.

Aan de andere kant is er een tweede classificatie gerelateerd aan de energie-inname. Als het organisme in staat is om de energie afkomstig van de zon te gebruiken, classificeren we het in de fototrofe categorie. Als de energie daarentegen wordt geëxtraheerd uit chemische reacties, zijn het cheyotrofe organismen.

Als we deze twee classificaties combineren, zullen we de vier belangrijkste voedingscategorieën van de bacteriën verkrijgen (het geldt ook voor andere organismen): photoautotrophs, photoheterotrophs, chemoautotrophs and chemoheterotrophs. Vervolgens zullen we elk van de bacteriële metabole capaciteiten beschrijven:

photoautotrophs

Deze organismen voeren fotosynthese uit, waarbij licht de bron van energie is en kooldioxide de bron van koolstof is.

Net als planten heeft deze bacteriële groep chlorofyl een pigment, waardoor het zuurstof kan produceren door een stroom van elektronen. Er is ook het bacteriochlorofyl-pigment, dat geen zuurstof afgeeft in het fotosyntheseproces.

fotoheterotrofie

Ze kunnen zonlicht gebruiken als hun energiebron, maar ze nemen geen toevlucht tot koolstofdioxide. In plaats daarvan gebruiken ze alcoholen, vetzuren, organische zuren en koolhydraten. De meest opvallende voorbeelden zijn niet-zwavelachtige groene en niet-zwavelachtige paarse bacteriën.

chemoautotrophs

Wordt ook chemoautotrophs genoemd. Ze verkrijgen hun energie door middel van de oxidatie van anorganische stoffen waarmee ze koolstofdioxide fixeren. Ze komen vaak voor in hydrothermale luchtopeningen diep in de oceaan.

chemoheterotrophs

In het laatste geval is de bron van koolstof en energie gewoonlijk hetzelfde element, bijvoorbeeld glucose.

toepassingen

De kennis van het bacteriële metabolisme heeft een immense bijdrage geleverd aan het gebied van klinische microbiologie. Het ontwerp van optimale kweekmedia die zijn ontworpen voor de groei van een pathogeen van belang is gebaseerd op het metabolisme ervan.

Daarnaast zijn er tientallen biochemische tests die leiden tot de identificatie van een onbekend bacterieel organisme. Met deze protocollen kunnen we een uiterst betrouwbaar taxonomisch raamwerk opstellen.

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. Zodoende degraderen oxidatieve bacteriën glucose, een reactie die wordt waargenomen dankzij de kleurverandering in de indicator.

Op dezelfde manier kun je vaststellen welke routes de bacteriën van belang gebruiken door hun groei op verschillende substraten te testen. Sommige van deze tests zijn: de waardering van de glucose-fermentatieve route, de detectie van catalases, de reactie van cytochromoxidasen, onder andere.

referenties

1. Negroni, M. (2009). Stomatologische microbiologie. Ed. Panamericana Medical.
2. Prats, G. (2006). Klinische microbiologie. Ed. Panamericana Medical.
3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, J. J., & de la Garza, J.J.P. (1999). Compendium van Medische Microbiologie. Elsevier Spanje.
4. Sadava, D., & Purves, W.H. (2009). Leven: de wetenschap van de biologie. Ed. Panamericana Medical.
5. Tortora, G. J., Funke, B.R., & Case, C.L. (2007). Inleiding tot de microbiologie. Ed. Panamericana Medical.