По избор анаеробни са какво? Примери и класификация

Представители Monera царство, както и някои паразитни червеи и водорасли и гъбички се характеризират със специална форма на окисление на органични съединения, които се срещат в отсъствие на молекулен кислород или при ниска концентрация. Организми, които живеят в среда, свободна от кислород - това анаеробни бактерии. Факултативни и задължават видове, както и примери за техния живот и класирането ще бъдат разгледани от нас в тази статия.

Защо дишането се нуждае

Ще посочим, че ще говорим за така наречените вътрешни или клетъчно, дишане. Неговата основна задача е да получава енергия от вещества, предимно глюкоза, влизайки в клетката. Ако кислородът участва в окислителните процеси, организмите се наричат ​​аероби. Ако индивидът получи част от енергията чрез субстратно фосфорилиране без приток на молекули О₂ Организми, анаеробни.

Този термин, въведен от Луи Пастьор през 1861 г., първоначално засяга само някои видове прокариоти, които извършват ферментация на олеинова киселина. В съвременната микробиология това наименование обединява всички организми, които използват кислород, а не нитрати, водород или органични съединения под формата на крайния акцептор. Дихателните вериги на аероби, факултативни и задължителни анаероби, които ще разгледаме по-долу, извършват процесите енергиен обмен, поради което има окисление на глюкоза, аминокиселини и мазнини в СО₂ , Н₂О и NH_3. Обърнете внимание също така, че анаеробният метаболизъм е по-малко ефективен от кислорода. Това се дължи на факта, че за растежа в отсъствието на кислород се изисква повече субстрат, например глюкоза. Енергията в резултат на аноксично разцепване също се освобождава по-малко. Например, когато гликолиза - 2 мола от всеки от АТР от молекула глюкоза, докато кислород разцепване на синтезирани 36 молекули на аденозин трифосфат.

Разнообразие от анаероби

Съвременната класификация включва различни видове организми, предимно бактерии. Например факултативните анаеробни са единични или многоклетъчни видове прокариоти, растения или гъби, чийто катаболизъм не изисква наличието на О₂. Но неговото присъствие в цитозола на клетката или във външната среда не е фатално за индивида. Например, те включват бактериални причинители на човешките заболявания: ангинален стрептококи, хемолитични Staphylococcus aureus. Допълнителните анаероби са също така някои видове бактерии, чиято жизнена дейност е полезна за хората. Така че термофилен стрептокок, разделящ лактозата на С₃Н₆ох₃ се използва при производството на ферментирали млечни продукти: заквасена сметана, ферментирало мляко, сортове меки сирена. В медицината, тя е незаменима за производството на пробиотици, използвани за предотвратяване на ентероколит и диария с различни етиологии. Като продължаваме да разглеждаме класификацията на анаеробните, нека обърнем внимание на макро-аерофилите, живеещи в среда, където концентрацията на О₂ не надвишава 0,5-1%.

Сред тях, много видове патогенни за хората, например, стрептококи, причиняващи фарингит и Лаймска болест. Други типове факултативни аероби се намират в човешкия стомашно-чревен тракт, предизвиквайки различни видове гастрит, както и стомашна язва. Причиняващото средство на горните заболявания е добре познатият Helicobacter. Големият брой макро-аерофили, принадлежащи на факултативните анаеробни, изисква повишено съдържание на въглероден диоксид за техния метаболизъм. Такива прокариоти се наричат ​​капнофили.

Респираторна верига факултативни анаероби

Ще продължим да изучаваме характеристиките на метаболизма на тази група бактерии. В лабораторни условия е установено, че те могат да бъдат определени в разтвор на органични вещества, съдържащи различни масова фракция кислород. Тези анаероби се натрупват по-близо до дъното на тръбата, където концентрацията на О₂ ниска. Това се дължи на факта, че факултативните анаероби са бактерии, към които малки дози кислород нямат сериозен увреждащ ефект. По-рано споменахме, че в бактериите на някои групи, например денитрификацията, крайният акцептор е нитрати, азотни съединения, които са били окислени.

В дихателната верига на факултативните анаероби, ензимът на нитрат редуктазата участва в каталитичните реакции, като осигурява електронен транспорт до йоновия йон₃^-. Такива бактерии включват прокариоти от рода Micrococcus, Pseudomonas. Те живеят както във водни тела, така и във влажна почва. Тези бактерии използват кислорода на солите на нитратната киселина като акцептор на електрони, извършващи така нареченото "дихателно дишане".

Ролята на ензимите в катаболизма на бактериите

При метаболизма на микроорганизмите, важна функция се извършва чрез каталитична система, представена от цитохроми, каталаза, флавинови ензими, пероксидаза. По този начин флавопротеините играят ролята на елемент, който свързва субстрата и кислородните молекули, които след това се редуцират до водороден пероксид. Като се има предвид фактът, че факултативните анаероби са микроорганизми, чийто метаболизъм се осъществява и в присъствието на О₂, и в среда, свободна от кислород, два вида прокариоти могат да бъдат разграничени. Нека ги разгледаме по-подробно.

Видове допълнителни бактерии

Аероби, анаероби, факултативни анаероби, microaerophiles - доста пълен списък на прокариоти, дихателната верига, която е частично или напълно зависими от присъствието на хранителен разтвор кислородни молекули. Например, allerotolerantnye окисляване бактерии лактоза, развитие в присъствието на О₂, но не го използвайте в дихателната верига. Те синтезират енергия чрез ферментационни реакции. Други незадължителни анаероби, например, дрождеви клетки, в зависимост от химическия състав на субстрата са в състояние да премине от процеса на ферментация за кислород за дишане.

Цитохромите и тяхното значение в метаболизма

Комплексните протеини - протеини, включително хема (съдържаща желязо протестична група) - са цитохроми. Участвайки в клетъчното дишане в бактериите и дрождите, те са и донори, и акцептори на електрони. Железният атом на протетичната група обратимо променя своето състояние на окисление от +2 на +3. Това позволява на цитохромите да транспортират електрони от дехидрогенази до ацеталдехид или пирогроздена киселина. Факултативни аероби, анаероби и microaerophiles електронни акцептори могат да се представят от молекули на въглероден диоксид, водород йони, аминокиселини.

Значението на прокариотните анаероби в цикъла на веществата в природата

Невъзможно е да си представим циклите на основните органогенни елементи, например азот, който се среща в биосферата на Земята, без участието на микроорганизми. Тъй като факултативните анаероби са предимно денитрифициращи бактерии, те могат да редуцират разтворимите в почвата соли на азотна киселина до N₂О или до свободен азот. Денитрификацията е най-активна в почвите, съдържащи прекомерно количество водни и азотни торове. В резултат на химическите реакции молекулите на свободния азот отново се връщат в атмосферата, затваряйки цикъла на трансформациите в природата.

Пробиотиците и тяхното значение за хората

От повече от 500 вида бактерии, които обитават храносмилателна система, важно място се заема от факултативни анаероби. Тя е преди всичко представители на родовете Lactobacillus, Streptococcus, Candida. Най-голям брой от тях се намира в дебелото черво. Това бактерии регулира мотилитет (движение на хранителни маси) и синтезиране на витамини В и С. Те също са включени в развитието на защитни протеини - имуноглобулин, и тези, на свой ред, да предостави бактерицидни чревни съдържание. Медицински изследвания показват, че съдържанието на бактерии в човешкото дебело черво намалява рязко след инфекциозни заболявания, дължащи се на възпалителни процеси и след антибиотична терапия.

За възстановяване на микрофлората в стомашно-чревния тракт се използват лекарства - пробиотици. Те включват полезни факултативни анаероби - бифидо- и лактобацили. Влизайки в дебелото черво на човек, той осигурява нормалната си работа и намалява гореспоменатите негативни последици. Най-често използваните пробиотици, добре установени в гастроентерологията, са Хилак Форте, Линекс, Лактовит.