Anaerob fakultatif - apa ini? Contoh dan klasifikasi

Perwakilan Monera kerajaan, serta beberapa cacing parasit dan ganggang dan jamur ditandai dengan bentuk khusus dari oksidasi senyawa organik terjadi tanpa adanya molekul oksigen atau pada konsentrasi rendah. Organisme hidup di lingkungan bebas oksigen - itu anaerob. Fakultatif dan obligat spesies, serta contoh dari kehidupan mereka dan klasifikasi akan dipertimbangkan oleh kami dalam artikel ini.

Mengapa Anda perlu napas

Kami menentukan bahwa kita akan berbicara tentang apa yang disebut internal atau seluler, respirasi. Tugas utamanya adalah untuk menghasilkan energi dari zat-zat, terutama glukosa memasuki sel. Jika proses oksidasi mengambil bagian oksigen - organisme disebut aerobik. Jika individu menerima sebagian dari energi dengan substrat fosforilasi tanpa masuknya O ₂ molekul - adalah organisme, anaerob.

Istilah ini diciptakan oleh Lui Pasterom pada tahun 1861, awalnya hanya diterapkan untuk jenis tertentu prokariota melakukan fermentasi asam butirat. Dalam mikrobiologi modern di bawah nama ini semua organisme gabungan, menggunakan akseptor akhir tidak oksigen, dan nitrat, hidrogen atau senyawa organik. Pernafasan rantai aerobik, fakultatif dan obligat anaerob, yang kami anggap bawah, proses yang dilakukan metabolisme energi, melalui mana oksidasi glukosa, lemak dan asam amino menjadi CO _2, H ₂ O dan NH _3. Perhatikan juga bahwa metabolisme anaerobik kurang efisien daripada oksigen. Hal ini disebabkan fakta bahwa pertumbuhan dalam ketiadaan oksigen membutuhkan lebih banyak substrat, misalnya glukosa. Energi sebagai akibat dari pemisahan berdiri bebas oksigen juga lebih kecil. Misalnya, ketika glikolisis - 2 mol masing-masing ATP dari molekul glukosa, sedangkan pembelahan oksigen disintesis 36 molekul adenosin trifosfat.

Berbagai anaerob

Dalam klasifikasi modern yang meliputi berbagai jenis organisme, terutama bakteri. Misalnya, anaerob fakultatif - sebuah spesies tunggal atau multi-bersel prokariota, tanaman atau jamur, yang katabolisme tidak memerlukan O _2. Namun kehadirannya di sitosol dari sel atau di lingkungan eksternal bukan untuk individu fatal. Sebagai contoh, ini termasuk bakteri patogen manusia: angina streptococcus hemolitik staphylococcus. Mereka adalah anaerob fakultatif, dan beberapa jenis bakteri, yang mata pencahariannya berguna untuk manusia. Dengan demikian, termofilik Streptococcus membelah laktosa ke C ₃ H ₆ O _3, digunakan dalam produksi produk susu fermentasi: cream, susu asam, keju lunak. Dalam pengobatan, itu adalah sangat penting dalam produksi probiotik digunakan untuk pencegahan diare dan enterokolitis berbagai etiologi. Melanjutkan dengan klasifikasi anaerob, perhatikan makroaerofilov hidup dalam lingkungan di mana konsentrasi O ₂ tidak melebihi 0,5-1%.

Di antara mereka, banyak spesies patogen manusia, seperti streptokokus, menyebabkan faringitis, dan penyakit Lyme. Jenis lain dari aerob fakultatif hidup di saluran pencernaan manusia, menyebabkan berbagai jenis gastritis dan bisul perut. Agen penyebab penyakit di atas dikenal Helicobacter. Sejumlah besar makroaerofilov berkaitan dengan anaerob fakultatif, memerlukan untuk metabolisme konten mereka yang tinggi karbon dioksida. Ini disebut prokariota kapnofili.

rantai respirasi anaerob fakultatif

Kami terus mempelajari karakteristik dari kelompok ini metabolisme bakteri. Di bawah kondisi laboratorium, kami telah menemukan bahwa mereka dapat ditentukan dalam larutan zat organik yang mengandung berbagai proporsi berat oksigen. anaerob ini akan menumpuk di dekat bagian bawah tabung, dimana konsentrasi O ₂ rendah. Hal ini disebabkan fakta bahwa anaerob fakultatif - bakteri yang dosis kecil oksigen tidak memiliki efek merusak yang serius. Sebelumnya kami menyebutkan bahwa beberapa kelompok bakteri, misalnya, denitrifikasi, akseptor akhir adalah nitrat - senyawa nitrogen, oksidasi masa lalu.

Rantai respirasi anaerob fakultatif dalam reaksi katalitik yang terlibat enzim nitrat reduktase, yang menyediakan transpor elektron dari ion NO ₃ ^-. Bakteri ini prokariota dari genus Micrococcus, Pseudomonas. Mereka tinggal di kolam dan di tanah basah. Bakteri ini menggunakan garam asam oksigen nitrat sebagai akseptor elektron, yang membawa disebut "pernapasan nitrat".

Peran enzim dalam katabolisme bakteri

Metabolisme mikroorganisme fungsi penting dari sistem katalitik dilakukan, sitokrom disediakan, katalase, enzim flavin, peroksidase. Dengan demikian, flavoproteins memainkan anggota peran menghubungkan substrat dan molekul oksigen, yang kemudian direduksi menjadi hidrogen peroksida. Mengingat fakta bahwa anaerob fakultatif - adalah mikroorganisme metabolisme yang terjadi baik di hadapan O _2, dan dalam lingkungan bebas oksigen, kedua jenis prokariota dapat dibedakan. Mari kita menganggap mereka secara lebih rinci.

Jenis bakteri fakultatif

Aerob, anaerob, anaerob fakultatif, mikroaerofil - daftar yang cukup lengkap prokariota, rantai pernapasan yang sebagian atau seluruhnya tergantung pada kehadiran larutan nutrisi molekul oksigen. Misalnya, allerotolerantnye mengoksidasi bakteri laktosa, berkembang di hadapan O ₂ tetapi tidak menggunakannya dalam rantai pernapasan. Mereka mensintesis energi dengan reaksi fermentasi. anaerob opsional lainnya, misalnya, sel-sel ragi, tergantung pada komposisi kimia dari substrat mampu untuk lulus dari proses fermentasi untuk oksigen pernapasan.

Sitokrom dan kepentingan mereka dalam metabolisme

protein kompleks - proteid menggabungkan heme (besi yang mengandung gugus prostetik) - adalah sitokrom. Dengan berpartisipasi dalam respirasi seluler pada bakteri dan ragi, mereka berdua donor dan akseptor elektron. Iron atom kelompok prostetik reversibel mengubah tingkat oksidasi yang 2-3. Hal ini memungkinkan untuk mengangkut elektron dari dehidrogenase sitokrom ke asetaldehida atau asam piruvat. aerob fakultatif, anaerob dan mikroaerofil akseptor elektron dapat disajikan oleh molekul karbon dioksida, ion hidrogen, asam amino.

Artinya prokariota, anaerob dalam siklus materi di alam

Hal ini siklus terbayangkan Organogenic unsur utama, misalnya, nitrogen terjadi di biosfer bumi, tanpa partisipasi mikroorganisme. Sejak anaerob fakultatif - terutama bakteri denitrifikasi, mereka mampu mengurangi larut dalam garam asam nitrat untuk tanah atau N ₂ O untuk nitrogen bebas. Denitrifikasi terjadi paling aktif di tanah yang mengandung jumlah kelebihan air dan pupuk nitrogen. Sebagai hasil dari reaksi kimia dari molekul nitrogen bebas sekali lagi kembali ke atmosfer dengan menutup siklus transformasi di alam.

Probiotik dan implikasinya terhadap manusia

Dari lebih dari 500 spesies bakteri yang menghuni saluran pencernaan manusia, tempat penting ditempati oleh anaerob fakultatif. Hal ini perwakilan pertama dan terutama dari genus Lactobacillus, Streptococcus, Candida. Jumlah terbesar dari mereka terletak di usus besar. Hal bakteri mengatur motilitas (gerakan massa makanan) dan mensintesis vitamin B dan C. Mereka juga terlibat dalam pengembangan protein pelindung - immunoglobulin, dan mereka pada gilirannya, memberikan isi usus bakterisida. Penelitian medis telah menunjukkan bahwa kandungan bakteri dalam usus besar manusia menurun tajam setelah penyakit infeksi karena proses inflamasi dan setelah terapi antibiotik.

Untuk mengembalikan mikroflora dalam saluran pencernaan menggunakan obat - probiotik. Mereka berisi anaerob fakultatif yang berguna - bifidobacteria dan lactobacilli. Setelah di usus besar manusia, mereka memastikan operasi normal dan mengurangi efek negatif dari atas. probiotik yang paling umum digunakan terbukti dalam gastroenterologi - sebuah "Hilak Forte", "Linex", "Laktovit".