Drukuj
Odsłony: 1287

Adrian Macion

Prezes, Koło Naukowe Biologii Molekularnej UW

Metabolizm jest pojęciem odnoszącym się do wszystkich przemian biochemicznych zachodzących w komórce lub organizmie. Badanie tych reakcji u bakterie koncentruje się na chemicznej różnorodności procesów utleniania substratów i reakcjach dysymilacji, które funkcjonują w komórkach w celach wytwarzania energii. W zakresie badan metabolizmu bakteryjnego do tematów cieszących się największym zainteresowaniem zaliczamy również wchłanianie i wykorzystanie nieorganicznych lub organicznych związków chemicznych niezbędnych do wzrostu komórek. Energia chemiczna generowana w jednej reakcji metabolicznej może być „transportowana” do miejsca przemian wykorzystujących ją w procesach syntezy. Czasowe zachowywanie tej energii polega na syntezie związków zawierających wiązania wysokoenergetyczne: ATP, ADP i związki zawierające wiązanie tioestrowe (np. acetylo–CoA).

 

typ pokarmowy źródło energii źródło elektronów źródło węgla
fotolitoautotrofy światło związki nieorganiczne CO2
fotoorganoheterotrofy światło  związki organiczne  związki organiczne
chemolitoautotrofy związki nieorganiczne związki nieorganiczne CO2
chemoorganoheterotrofy  związki organiczne  związki organiczne  związki organiczne
chemolitoheterotrofy  związki organiczne  związki nieorganiczne związki organiczne

 

Bakterie, które wzrastają na podłożach zawierających wyłącznie związki nieorganiczne, bez wykorzystania światła słonecznego nazywane są chemolitoautotrofami. Zarówno one jak i bakterie fotosyntetyzujące wykorzystują CO2 jako źródło węgla, a azot czerpią również ze związków nieorganicznych. Źródłem energii dla ich metabolizmu jest utlenianie określonych związków. To, który związek nieorganiczny jest utleniany, zależy od rodzaju bakterii.

Wśród mikroorganizmów autrotroficznych możemy znaleźć bakterie utleniające siarkę elementarną lub jej związki. Do reprezentatywnych form siarki utlenianych przez te bakterie należą: H2S, S i S2O3. Wszystkie bakterie wyłącznie autotroficzne muszą asymilować CO2, który w procesach metabolicznych ulega przekształceniu do glukozy – centralnego metabolitu procesów komórkowych. Glukoza następnie może być wykorzystywana jako substrat do syntezy aminokwasów, lipidów i innych metabolitów.

Niektóre bakterie wykazują wyjątkowy sposób oddychania zwany oddychaniem beztlenowym, w którym wykorzystywany jest inny niż tlen ostateczny akceptor elektronów. Wśród tych akceptorów elektronów są NO3, SO42– i organiczny związek fumaran. Dużą grupę bakterii oddychających beztlenowo stanowią mikroorganizmy będące reduktorami azotanów. Są to głównie bakterie heterotroficzne, które dzięki obecności złożonego systemu transferu elektronów mogą wykorzystywać jony NO3 jako ich końcowe akceptory. Związki organiczne pełnią rolę donorów elektronów w trzech znanych szlakach redukcji azotanów:

NO3 –> NO2

NO3 –> N2

NO3 –> NH3