אנאירוביים פקולטטיביים - מה זה? דוגמאות וסיווג

הממלכה הנבחרת Monera, כמו גם כמה תולעים טפיליות ואצות ופטריות מאופיינות טופס מיוחד של חמצון של תרכובות אורגניות מתרחשות בהיעדר חמצן מולקולרי או בריכוז נמוך. אורגניזמים חיים בסביבה ללא חמצן - זה אנאירוביים. מינים פקולטטיביים ולחייב, כמו גם דוגמאות של החיים שלהם ואת הסיווג ייחשב על ידינו במאמר זה.

למה אתה צריך נשימה

אנו לציין כי נדבר על פנימי שנקרא, או הסלולר, נשימה. המשימה העיקרית שלה היא לייצר אנרגיה מחומרים, במיוחד גלוקוז הזנת התא. אם תהליכי חמצון לקיחת חמצן חלק - האורגניזמים נקראים אירוביים. אם האדם מקבל חלק מהאנרגיה ידי זרחון המצע ללא זרימה של O ₂ מולקולות - הם אורגניזמים, אנאירוביים.

מונח זה נטבע על ידי לואי Pasterom ב 1861, בתחילה חל רק על סוגים מסוימים של פרוקריוטים ביצוע תסיסת חומצה בוטירית. במיקרוביולוגיה המודרנית תחת שם זה כל האורגניזמים בשילוב, באמצעות acceptor הסופי הוא לא חמצן, וכן חנקות, מימן או תרכובות אורגניות. אירובי שרשרת הנשימה, שברשות ולחייב אנאירוביים, אשר אנו רואים בהמשך, לתהליכים שבוצעו במטבוליזם האנרגיה, שדרכו חמצון של גלוקוז, שומנים וחומצות אמינו ל- CO _2, H ₂ O ו- NH _3. שים לב גם כי מטבוליזם אנאירובי פחות יעיל מאשר חמצן. זאת בשל העובדה כי צמיחה בהיעדר החמצן דורשת יותר מצע, גלוקוז למשל. אנרגיה כתוצאת הקריעה ביציעים ללא חמצן הם גם קטנות יותר. לדוגמה, כאשר הגליקוליזה - 2 שומות אחד ATP מ מולקולת גלוקוז, בעוד מחשוף חמצן של 36 מולקולות מסונתז של אדנוזין אדנוזין.

מגוון אנאירוביים

בסיווג המודרני כולל סוגים שונים של אורגניזמים, בעיקר חיידקים. לדוגמא, אנאירוביים פקולטטיביים - זן יחיד או רב-תאיים של פרוקריוטים, צמחים או פטריות, אשר פירוק אינו דורשים O _2. אבל הנוכחות שלו cytosol של התא או בסביבה החיצונית אינה ליחידים קטלניים. לדוגמה, אלה כוללים חיידקים פתוגנים אנושיים: anginal המוליטית סטרפטוקוקוס סטפילוקוקוס. הם אנאירוביים פקולטטיביים, וסוגים מסוימים של חיידקים, אשר פרנס תועל לאדם. לפיכך, סטרפטוקוקוס thermophilic ביקוע לקטוז ל- C ₃ H ₆ O _3, משמש לייצור מוצרי חלב מותססים: שמנת, חלב חמוץ, גבינות רכות. ברפואה, הוא הכרחי בייצור פרוביוטיקה המשמש למניעה שלשולים אנטרוקוליטיס של האטיולוגיה שונה. ממשיכים עם הסיווג של אנאירוביים, לב makroaerofilov המתגוררים בסביבה שבה ריכוז O ₂ אינו עולה 0.5-1%.

ביניהם, רבי מין אנושי פתוגניים, כגון סטרפטוקוקוס, דלקת לוע גרימה, ואת מחלת ליים. סוגים אחרים של aerobes פקולטטיבי לחיות במערכת העיכול האנושית, גרימת סוגים שונים של כיבים גסטריטיס וסרטן הקיבה. הסוכן סיבתי של מחלות הנ"ל ידוע הליקובקטר. מספר רב של makroaerofilov הנוגע אנאירוביים פקולטטיביים, דורש עבור התוכן של פחמן דו חמצני גבוה המטבוליזם שלהם. אלה נקראים פרוקריוטים capnophile.

שרשרת הנשימה אנאירוביים פקולטטיביים

אנו ממשיכים ללמוד את המאפיינים של קבוצה זו של חילוף החומרים חיידקים. בתנאי מעבדה, מצאנו כי הם יכולים להיקבע בתמיסה של חומרים אורגניים המכילים שונה פרופורציה במשקל של חמצן. אנאירוביים אלו יצברו קרוב לתחתית של התחתית, שבה ריכוז O ₂ הוא נמוך. זאת בשל העובדה כי אנאירוביים פקולטטיביים - חיידק שאליו מינונים קטנים של חמצן אין השפעה מזיקה רצינית. לעיל הזכרנו כי כמה קבוצות של חיידקים, למשל, denitrifying, את המקבל הסופי הם ניטראט - תרכובות חנקן, חמצון של העבר.

אנאירוביים פקולטטיביים שרשרת נשימה בתגובות קטליטי מעורבים רדוקטאז חנק אנזים, אשר מספק את העברת האלקטרונים של היון NO ₃ ^-. חיידקים אלה הם פרוקריוטים של סוגים Micrococcus, Pseudomonas. הם גרים ברכות באדמה רטובה. חיידקים אלה להשתמש מלחי חומצת החמצן חנקו כמו acceptor אלקטרון, נושאת שנקראה "נשימה חנקה".

תפקידו של האנזים פירוק של חיידקים

המטבוליזם של פונקצית מיקרואורגניזמים חשובה של מערכת קטליטית מתבצע, cytochromes מסופק, catalase, אנזימים פלבין, peroxidase. לפיכך, flavoproteins לשחק תפקיד חבר חיבור המצע ואת מולקולות החמצן, אשר לאחר מכן מופחת למי חמצן. בהתחשב בעובדה כי אנאירוביים פקולטטיביים - הם במטבוליזם מיקרואורגניזמים אשר מתרחש היא בנוכחות O _2, ו בסביבה ללא חמצן, שני אלה סוגים של פרוקריוטים ניתן להבחין. הבה נבחן אותם ביתר פירוט.

סוגי חיידקים פקולטטיבי

Aerobes, אנאירוביים, אנאירוביים פקולטטיביים, microaerophiles - רשימה מלאה למדי של פרוקריוטים, שרשרת הנשימה שהיא חלקית או תלויים לחלוטין בנוכחות הפתרון התזונתי מולקולות חמצן. לדוגמא, allerotolerantnye חמצון חיידקים לקטוז, מתפתח בנוכחות O ₂ אבל לא משתמש בו בשרשרת הנשימה. הם לסנתז אנרגיה על ידי תגובות תסיסה. אנאירוביים אופציונאלי אחר, למשל: תאי שמרים, תלוי בהרכב הכימי של המצע מסוגלים לעבור מתהליך התסיסה לנשימת חמצן.

Cytochromes וחשיבותם במטבוליזם

חלבונים מורכבים - proteid שילוב heme (ברזל המכיל קבוצה תותבת) - הוא cytochromes. על ידי השתתפות הנשימה התאית ב חיידקים ושמרים, שניהם תורמים acceptors אלקטרונים. אטום ברזל קבוצה תותבת לשנות מצב החמצון שלו הפיך מן 2 כדי +3. זה מאפשר להעביר אלקטרונים מן דהידרוגנז ציטוכרום כדי ואצטאלדהיד או פירובט. aerobes פקולטטיביים, אנאירוביים ו microaerophiles acceptors אלקטרונים עשויים להיות מוצגים על ידי מולקולות של פחמן דו חמצני, יוני מימן, חומצות אמינו.

כלומר פרוקריוטים, אנאירוביים במחזור החומר בטבע

זהו מחזורי דעת organogenic אלמנטים עיקריים, למשל: חנקן המתרחש האדמה הביוספרה, ללא השתתפות של מיקרואורגניזמים. מאז אנאירוביים פקולטטיביים - הוא denitrifying חיידקים בעיקר, הם מסוגלים להקטין מסיס מלחי חומצה חנקתית אדמה או N ₂ O ל חנקן חופשי. דניטריפיקציה מתרחש באופן פעיל ביותר בקרקעות המכילות כמות עודפת של מים ודשן חנקני. כתוצאה מתגובות כימיות של מולקולות חנקן חופשיות שוב להחזיר את האווירה על ידי סגירת המעגל וגלגוליו בטבע.

פרוביוטיקה והשלכותיהם על האדם

מתוך יותר מ 500 מינים של חיידקים המאכלסים את מערכת העיכול האנושית, מקום חשוב היא נכבשה על ידי אנאירוביים פקולטטיביים. זהו נציגים בראש ובראשונה של הסוגים לקטובצילוס, סטרפטוקוקוס, קנדידה. המספר הגדול ביותר של אותם ממוקם המעי הגס. זה חיידקים להסדיר תנועתיות (תנועת המוני מזון) ו לסנתז ויטמיני B ו- C. הוא גם מעורב בפיתוח חלבונים מגנים - אימונוגלובולינים, ואלה בתורם, לספק תוכן מעיים בקטריות. מחקרים רפואיים הראו כי תוכן החיידקים במעי הגס האנושי יורד בחדות לאחר מחלות זיהומיות בשל תהליכים דלקתיים לאחר טיפול אנטיביוטי.

כדי לשחזר את המיקרופלורה במערכת העיכול באמצעות תרופות - פרוביוטיקה. הם מכילים אנאירוביים פקולטטיביים שימושי - bifidobacteria ו לקטובצילוס. לאחר במעי הגס האנושי, הם מבטיחים את פעולתו הרגילה ולהפחית את ההשפעות השליליות של מעל. פרוביוטיקה הנפוץ ביותר מוכח בגסטרואנטרולוגיה - A "Hilak פורטה", "Linex", "Laktovit".