Karakteristieke chemofysica en typen

de chemotrophs of chemosynthetische zijn een groep organismen die, om te overleven, gereduceerde anorganische verbindingen gebruiken als grondstof, van waaruit ze energie verkrijgen om ze later te gebruiken in het ademhalingsmetabolisme.

Deze eigenschap die deze micro-organismen hebben om energie te verkrijgen van zeer eenvoudige verbindingen om complexe verbindingen te genereren, is ook bekend als chemosynthese, dus soms worden deze organismen ook chemosynthetisch genoemd..

Een ander belangrijk kenmerk is dat deze micro-organismen zich van de rest onderscheiden door te groeien in strikt minerale en lichtvrije omgevingen, daarom worden ze soms chemolithotrofen genoemd..

index

• 1 Kenmerken
  • 1.1 Habitat
  • 1.2 Functie in de omgeving
• 2 Classificatie
  • 2.1 Chemoautotrofen
  • 2.2 Chemoheterotrofen
• 3 soorten chemiotrope bacteriën
  • 3.1 Kleurloze bacteriën van zwavel
  • 3.2 Stikstofbacteriën
  • 3.3 IJzerbacteriën
  • 3.4 Waterstofbacteriën
• 4 Referenties

features

leefgebied

Deze bacteriën leven waar zonlicht minder dan 1% doordringt, dat wil zeggen, ze ontwikkelen zich in het donker, bijna altijd in de aanwezigheid van zuurstof.

De ideale plaats voor de ontwikkeling van chemosynthetische bacteriën zijn echter de overgangslagen tussen aërobe en anaerobe omstandigheden.

De meest voorkomende locaties zijn: de diepe sedimenten, de omgeving van de onderzeese reliëfs of in de onderzeese hoogten gelegen in het middengedeelte van de oceanen, bekend als mid-oceanische ruggen.

Deze bacteriën kunnen overleven in omgevingen met extreme omstandigheden. Op deze plaatsen kunnen er hydrothermale ventilatieopeningen zijn van waaruit heet water stroomt of zelfs magma-uitlaat.

Functie in de omgeving

Deze micro-organismen zijn essentieel in het ecosysteem, omdat ze de giftige chemicaliën die uit deze openingen komen, transformeren in voedsel en energie.

Dat is de reden waarom chemosynthetische organismen een fundamentele rol spelen in het herstel van mineraal voedsel en ook reddingsenergie die anders verloren zou gaan.

Dat wil zeggen, ze begunstigen het onderhoud van de trofische keten of voedselketen.

Dit betekent dat ze de overdracht van voedzame stoffen bevorderen door de verschillende soorten van een biologische gemeenschap, waarin iedereen zich voedt met het voorgaande en het volgende is, wat helpt een ecosysteem in evenwicht te houden..

Deze bacteriën dragen ook bij aan de redding of verbetering van bepaalde ecologische omgevingen die zijn verontreinigd door ongevallen. Bijvoorbeeld in gebieden met olierampen, dat wil zeggen, in deze gevallen helpen deze bacteriën de behandeling van giftig afval om ze in onschadelijke verbindingen te veranderen.

classificatie

Chemosynthetische of cheyotrofe organismen worden geclassificeerd in chemoautotrofen en chemoheterotrofen.

chemoautotrophs

Ze gebruiken CO₂ als een koolstofbron, geassimileerd door de Calvin-cyclus en omgezet in cellulaire componenten.

Aan de andere kant verkrijgen ze de energie van de oxidatie van gereduceerde eenvoudige anorganische verbindingen, zoals: ammonia (NH)₃), diwaterstof (H.₂), stikstofdioxide (NO₂^-), waterstofsulfide (H.₂S), zwavel (S), zwaveltrioxide (S)₂O₃^-) of ijzerion (Fe₂⁺).

Dat wil zeggen, ATP wordt gegenereerd door oxidatieve fosforylatie tijdens de oxidatie van de anorganische bron. Daarom zijn ze zelfvoorzienend, ze hebben geen levend wezen nodig om te overleven.

chemoheterotrophs

In tegenstelling tot de vorige, verkrijgen ze energie door de oxidatie van complexe gereduceerde organische moleculen, zoals glucose door glycolyse, triglyceriden via bèta-oxidatie en aminozuren via oxidatieve deaminatie. Op deze manier verkrijgen ze ATP-moleculen.

Aan de andere kant kunnen chemoheterotrofe organismen geen CO gebruiken₂ als een koolstofbron, net als chemoautotrofe organismen.

Typen chemiotrope bacteriën

Kleurloze bacteriën van zwavel

Zoals de naam al aangeeft, zijn het bacteriën die zwavel of zijn gereduceerde derivaten oxideren.

Deze bacteriën zijn strikt aeroob en zijn verantwoordelijk voor de omzetting van het waterstofsulfide dat wordt geproduceerd bij de afbraak van organisch materiaal, om het om te zetten in sulfaat (SO₄^-2), een verbinding die uiteindelijk door planten wordt gebruikt.

Sulfaat verzuurt de grond tot een pH van ongeveer 2, omdat protonen van H zich ophopen⁺ en zwavelzuur wordt gevormd.

Dit kenmerk wordt uitgebuit door bepaalde sectoren van de economie, vooral in de landbouw, waar ze extreem alkalisch land kunnen corrigeren.

Dit wordt gedaan door zwavelpoeder in de grond te brengen, zodat de aanwezige gespecialiseerde bacteriën (sulfobacteriën) de zwavel oxideren en zo de pH van de grond in evenwicht brengen met waarden die geschikt zijn voor landbouw..

Alle chemolithotrope soorten die zwavel oxideren, zijn gramnegatief en behoren tot de phylum Proteobacteria. Een voorbeeld van bacteriën die zwavel oxideren is Acidithiobacillus thiooxidans.

Sommige bacteriën kunnen elementaire zwavel verzamelen (S.⁰) onoplosbaar in de vorm van korrels in de cel, te gebruiken wanneer externe zwavelbronnen zijn uitgeput.

Stikstofbacteriën

In dit geval oxideren de bacteriën gereduceerde stikstofverbindingen. Er zijn twee soorten nitrosificerende en nitrificerende bacteriën.

De eerste zijn in staat tot het oxideren van ammoniak (NH3), die worden gegenereerd door de ontleding van organisch materiaal om het in nitrieten te transformeren (NO.₂), en de laatste transformeren de nitrieten in nitraten (NO₃^-), verbindingen bruikbaar door planten.

Voorbeelden van nitrosificerende bacteriën zijn het geslacht Nitrosomonas en als nitrificerende bacteriën is er het geslacht Nitrobacter.

IJzer bacteriën

Deze bacteriën zijn acidofiel, dat wil zeggen, ze hebben een zure pH nodig om te overleven, omdat bij neutrale of basische pH de ferroverbindingen spontaan oxideren, zonder de noodzaak van deze bacteriën.

Daarom, voor deze bacteriën om de ferro-ijzerverbindingen te oxideren (Fe²⁺) ijzer (Fe³⁺), moet de pH van het medium zuur zijn.

Opgemerkt moet worden dat de ijzerbacteriën het grootste deel van het ATP dat wordt geproduceerd in de reacties van het elektron-reverse transport, uitgeven om het noodzakelijke reducerende vermogen te verkrijgen bij de fixatie van CO₂.

Dat is de reden waarom deze bacteriën grote hoeveelheden Fe moeten oxideren⁺² zich kunnen ontwikkelen vanwege het feit dat er weinig energie vrijkomt uit het oxidatieproces.

Voorbeeld: de bacterie Acidithiobacillus ferrooxidans transformeert het aanwezige ijzercarbonaat in zure wateren die door de kolenmijnen in ijzeroxide stromen.

Alle chemolithotrope soorten die ijzer oxideren, zijn gramnegatief en behoren tot de phylum Proteobacteria.

Aan de andere kant zijn alle soorten die ijzer oxideren ook in staat om zwavel te oxideren, maar niet andersom.

Waterstofbacteriën

Deze bacteriën gebruiken moleculaire waterstof als energiebron om organisch materiaal te produceren en CO te gebruiken₂ als een koolstofbron. Deze bacteriën zijn facultatief chemoautotroof.

Ze komen voornamelijk voor in vulkanen. In zijn habitat is nikkel onmisbaar, omdat alle hydrogenases deze verbinding bevatten als een metallische cofactor. Deze bacteriën hebben geen intern membraan.

In zijn metabolisme wordt waterstof opgenomen in een hydrogenase van de plasmamembraan dat protonen naar buiten verplaatst.

Op deze manier komt de uitwendige waterstof in het inwendige over als een interne hydrogenase, waarbij NAD wordt omgezet⁺ naar NADH, die samen met koolstofdioxide en ATP door de Calvin-cyclus gaan.

De bacteriën Hidrogenomonas Ze zijn ook in staat om een ​​bepaald aantal organische verbindingen als energiebronnen te gebruiken.

referenties

1. Prescott, Harley en Klein Microbiology 7e ed. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
2. Bijdragers van Wikipedia, "Quimiótrofo," Wikipedia, de gratis encyclopedie, es.wikipedia.org
3. Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Medische microbiologie, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, S.A. van C.V.
4. González M, González N. Handleiding of Medical Microbiology. 2e editie, Venezuela: Directoraat van media en publicaties van de Universiteit van Carabobo; 2011.
5. Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Biologie 2. Santillana Promotergroep. ISBN 974-84-7918-349-3