METABOLISM BACTERIAN: TIPURI ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA - BIOLOGIE - 2025

Metabolismului bacterian include o serie de reacții chimice necesare vieții acestor organisme. Metabolismul este împărțit în reacții de degradare sau catabolice și reacții de sinteză sau anabolice.

Aceste organisme prezintă o flexibilitate admirabilă în ceea ce privește căile biochimice, putând utiliza diverse surse de carbon și energie. Tipul de metabolism determină rolul ecologic al fiecărui microorganism.

Sursa: pixabay.com

Ca și linia eucariote, bacteriile sunt formate în principal din apă (aproximativ 80%), iar restul în greutate uscată, format din proteine, acizi nucleici, polizaharide, lipide, peptidoglican și alte structuri. Metabolismul bacterian funcționează pentru a realiza sinteza acestor compuși, folosind energia din catabolism.

Metabolismul bacterian nu diferă mult de reacțiile chimice prezente în alte grupuri mai complexe de organisme. De exemplu, există căi metabolice comune în aproape toate lucrurile vii, cum ar fi descompunerea glicemiei sau calea glicolizei.

Cunoașterea exactă a condițiilor nutriționale pe care bacteriile trebuie să le crească este esențială pentru crearea mediilor de cultură.

Tipuri de metabolism și caracteristicile acestora

Metabolismul bacteriilor este extraordinar de divers. Aceste organisme unicelulare au o varietate de „stiluri de viață” metabolice care le permit să trăiască în zone cu sau fără oxigen și, de asemenea, variază între sursa de carbon și energia pe care o folosesc.

Această plasticitate biochimică le-a permis să colonizeze o serie de habitate variate și să joace roluri diverse în ecosistemele în care locuiesc. Vom descrie două clasificări ale metabolismului, prima este legată de consumul de oxigen și a doua de cele patru categorii nutriționale.

Utilizarea oxigenului: anaerob sau aerob

Metabolismul poate fi clasificat ca aerob sau anaerob. Pentru procariote care sunt complet anaerobe (sau obligă anaerobe), oxigenul este analog cu o otravă. Prin urmare, ei trebuie să trăiască în medii complet libere de acesta.

În categoria anaerobelor aerotolerante, bacteriile sunt capabile să tolereze mediile de oxigen, dar nu sunt capabile de respirație celulară - oxigenul nu este acceptorul final al electronilor.

Anumite specii pot sau nu utiliza oxigen și sunt „facultative”, deoarece sunt capabile să alterneze cele două metabolisme. În general, decizia este legată de condițiile de mediu.

La cealaltă extremă, avem grupul de aeroburi obligate. După cum sugerează și numele, aceste organisme nu se pot dezvolta în absența oxigenului, deoarece este esențial pentru respirația celulară.

Nutrienți: elemente esențiale și oligoelemente

În reacțiile metabolice, bacteriile iau substanțe nutritive din mediul lor pentru a extrage energia necesară dezvoltării și întreținerii lor. Un nutrient este o substanță care trebuie încorporată pentru a garanta supraviețuirea sa prin furnizarea de energie.

Energia provenită din nutrienții absorbiți este utilizată pentru sinteza componentelor de bază ale celulei procariote.

Nutrienții pot fi clasificați ca esențiali sau de bază, care includ surse de carbon, molecule de azot și fosfor. Alți nutrienți includ diferiți ioni, precum calciu, potasiu și magneziu.

Elementele de urmărire sunt necesare numai în urme sau urme. Printre ele este fier, cupru, cobalt, printre altele.

Anumite bacterii nu sunt capabile să sintetizeze un aminoacid specific sau anumite vitamine. Aceste elemente se numesc factori de creștere. În mod logic, factorii de creștere sunt foarte variabili și depind în mare măsură de tipul de organism.

Categorii nutriționale

Bacteriile pot fi clasificate în categorii nutritive ținând cont de sursa de carbon pe care o folosesc și de unde își obțin energia.

Carbonul poate fi preluat din surse organice sau anorganice. Se folosesc termenii autotrofi sau litotrofi, în timp ce celălalt grup se numește heterotrofe sau organotrofe.

Autotrofele pot folosi dioxidul de carbon ca sursă de carbon, iar heterotrofele necesită carbon organic pentru metabolism.

Pe de altă parte, există oa doua clasificare legată de aportul de energie. Dacă organismul este capabil să folosească energia de la soare, o clasificăm în categoria fototrofelor. În schimb, dacă energia este extrasă din reacții chimice, acestea sunt organisme chimiotrofe.

Dacă combinăm aceste două clasificări, vom obține cele patru categorii nutritive principale de bacterii (se aplică și altor organisme): fotoautotrofe, fotoheterotrofe, chimioautotrofe și chimioheterotrofe. Mai jos vom descrie fiecare dintre capacitățile metabolice bacteriene:

Photoautotrophs

Aceste organisme realizează fotosinteza, unde lumina este sursa de energie, iar dioxidul de carbon este sursa de carbon.

La fel ca plantele, acest grup bacterian are clorofila a pigmentului, care îi permite să producă oxigen printr-un flux de electroni. Există, de asemenea, bacterioclorofila pigmentului, care nu eliberează oxigen în procesul fotosintetic.

Photoheterotrophs

Ei pot folosi lumina soarelui ca sursă de energie, dar nu apelează la dioxid de carbon. În schimb, folosesc alcooli, acizi grași, acizi organici și carbohidrați. Cele mai proeminente exemple sunt bacteriile non-sulf verzi și purpuriu.

Chemoautotrophs

Numite și chimioautotrofe. Ei își obțin energia prin oxidarea substanțelor anorganice cu care fixează dioxidul de carbon. Sunt frecvente în respiratorii hidroterminali din oceanul profund.

Chemoheterotrophs

În ultimul caz, sursa de carbon și energie este de obicei același element, de exemplu, glucoza.

Aplicații

Cunoașterea metabolismului bacterian a adus o contribuție imensă în domeniul microbiologiei clinice. Proiectarea mediilor de cultură optime proiectate pentru creșterea unui agent patogen de interes se bazează pe metabolismul acestuia.

În plus, există zeci de teste biochimice care duc la identificarea unui organism bacterian necunoscut. Aceste protocoale permit stabilirea unei încadrări taxonomice extrem de fiabile.

De exemplu, profilul catabolic al unei culturi bacteriene poate fi recunoscut prin aplicarea testului de oxidare / fermentare a lui Hugh-Leifson.

Această metodologie include creșterea într-un mediu semi-solid cu glucoză și un indicator de pH. Astfel, bacteriile oxidante degradează glucoza, reacție care se observă datorită schimbării de culoare a indicatorului.

În mod similar, este posibil să se stabilească care sunt căile de utilizare a bacteriilor de interes prin testarea creșterii lor pe diferite substraturi. Unele dintre aceste teste sunt: ​​evaluarea căii de fermentare a glucozei, detectarea catalazelor, reacția citocromelor oxidase, printre altele.

Referințe

1. Negroni, M. (2009). Microbiologie stomatologică. Editura Medicală Panamericană.
2. Prats, G. (2006). Microbiologie clinică. Editura Medicală Panamericană.
3. Rodríguez, J. Á. G., Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999). Compendiu de Microbiologie medicală. Elsevier Spania.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Viața: Știința Biologiei. Editura Medicală Panamericană.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introducere în microbiologie. Editura Medicală Panamericană.