- ประเภทของการเผาผลาญและลักษณะของมัน
- การใช้ออกซิเจน: แบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือแอโรบิค
- สารอาหาร: สิ่งจำเป็นและธาตุ
- หมวดโภชนาการ
- Photoautotrophs
- Photoheterotrophs
- Chemoautotrophs
- Chemoheterotrophs
- การประยุกต์ใช้งาน
- อ้างอิง
การเผาผลาญอาหารของเชื้อแบคทีเรียรวมถึงชุดของปฏิกิริยาทางเคมีที่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เมตาบอลิซึมแบ่งออกเป็นปฏิกิริยาย่อยสลายหรือ catabolic และการสังเคราะห์หรือปฏิกิริยา anabolic
สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความยืดหยุ่นที่น่าชื่นชมในแง่ของวิถีทางชีวเคมีความสามารถในการใช้แหล่งคาร์บอนและพลังงานต่างๆ ประเภทของการเผาผลาญเป็นตัวกำหนดบทบาททางนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์แต่ละชนิด
ที่มา: pixabay.com
เช่นเดียวกับเชื้อสายยูคาริโอตแบคทีเรียส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำ (ประมาณ 80%) และส่วนที่เหลือในน้ำหนักแห้งประกอบด้วยโปรตีนกรดนิวคลีอิกโพลีแซ็กคาไรด์ลิพิดเปปไทโดไกลแคนและโครงสร้างอื่น ๆ การเผาผลาญของแบคทีเรียทำงานเพื่อให้เกิดการสังเคราะห์สารประกอบเหล่านี้โดยใช้พลังงานจาก catabolism
การเผาผลาญของแบคทีเรียไม่แตกต่างจากปฏิกิริยาทางเคมีที่มีอยู่ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างเช่นมีวิถีการเผาผลาญที่พบบ่อยในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดเช่นการสลายกลูโคสหรือวิถีไกลโคไลซิส
ความรู้ที่ถูกต้องเกี่ยวกับสภาวะทางโภชนาการที่แบคทีเรียต้องการในการเจริญเติบโตเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างอาหารเลี้ยงเชื้อ
ประเภทของการเผาผลาญและลักษณะของมัน
การเผาผลาญของแบคทีเรียมีความหลากหลายมากเป็นพิเศษ สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวเหล่านี้มี "วิถีชีวิต" ในการเผาผลาญที่หลากหลายทำให้สามารถอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีหรือไม่มีออกซิเจนและยังแตกต่างกันไประหว่างแหล่งที่มาของคาร์บอนและพลังงานที่ใช้
ความเป็นพลาสติกทางชีวเคมีนี้ทำให้พวกมันสามารถตั้งรกรากที่อยู่อาศัยที่หลากหลายและมีบทบาทที่หลากหลายในระบบนิเวศที่พวกเขาอาศัยอยู่ เราจะอธิบายการจำแนกประเภทของการเผาผลาญสองประเภทประเภทแรกเกี่ยวข้องกับการใช้ออกซิเจนและประเภทที่สองในสี่ประเภททางโภชนาการ
การใช้ออกซิเจน: แบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือแอโรบิค
การเผาผลาญสามารถจัดได้ว่าเป็นแบบแอโรบิคหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจน สำหรับโปรคาริโอตที่ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเต็มที่ (หรือไม่ใช้ออกซิเจนบังคับ) ออกซิเจนนั้นคล้ายคลึงกับพิษ ดังนั้นพวกเขาจะต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากมัน
ในประเภทของการไม่ใช้ออกซิเจนในอากาศแบคทีเรียสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนได้ แต่ไม่สามารถหายใจระดับเซลล์ได้ - ออกซิเจนไม่ใช่ตัวรับอิเล็กตรอนขั้นสุดท้าย
บางชนิดอาจใช้ออกซิเจนหรือไม่ก็ได้และเป็น "ปัญญา" เนื่องจากมีความสามารถในการสลับการเผาผลาญทั้งสอง โดยทั่วไปการตัดสินใจจะเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อม
ในทางกลับกันเรามีกลุ่มแอโรบิกที่มีภาระผูกพัน ตามชื่อที่แสดงถึงสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่สามารถพัฒนาได้ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนเนื่องจากจำเป็นต่อการหายใจของเซลล์
สารอาหาร: สิ่งจำเป็นและธาตุ
ในปฏิกิริยาการเผาผลาญแบคทีเรียจะใช้สารอาหารจากสิ่งแวดล้อมเพื่อดึงพลังงานที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาและการบำรุงรักษา สารอาหารเป็นสารที่ต้องรวมเข้าด้วยกันเพื่อรับประกันความอยู่รอดผ่านการจัดหาพลังงาน
พลังงานจากสารอาหารที่ดูดซึมจะใช้สำหรับการสังเคราะห์ส่วนประกอบพื้นฐานของเซลล์โปรคาริโอต
สารอาหารสามารถจำแนกได้ว่าจำเป็นหรือเป็นพื้นฐานซึ่ง ได้แก่ แหล่งคาร์บอนโมเลกุลของไนโตรเจนและฟอสฟอรัส สารอาหารอื่น ๆ ได้แก่ ไอออนที่แตกต่างกันเช่นแคลเซียมโพแทสเซียมและแมกนีเซียม
องค์ประกอบการติดตามจำเป็นต้องใช้ในจำนวนการติดตามหรือการติดตามเท่านั้น ในหมู่พวกเขาคือเหล็กทองแดงโคบอลต์และอื่น ๆ
แบคทีเรียบางชนิดไม่สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนเฉพาะหรือวิตามินบางชนิดได้ องค์ประกอบเหล่านี้เรียกว่าปัจจัยการเจริญเติบโต ตามเหตุผลแล้วปัจจัยการเจริญเติบโตมีความผันแปรอย่างกว้างขวางและส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประเภทของสิ่งมีชีวิต
หมวดโภชนาการ
แบคทีเรียสามารถแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ทางโภชนาการโดยคำนึงถึงแหล่งคาร์บอนที่พวกเขาใช้และแหล่งที่ได้รับพลังงานจาก
คาร์บอนสามารถนำมาจากแหล่งอินทรีย์หรืออนินทรีย์ ใช้คำว่า autotrophs หรือ lithotrophs ในขณะที่อีกกลุ่มเรียกว่า heterotrophs หรือ organotrophs
Autotrophs สามารถใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นแหล่งคาร์บอนและ heterotrophs ต้องการคาร์บอนอินทรีย์สำหรับการเผาผลาญ
ในทางกลับกันมีการจำแนกประเภทที่สองที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคพลังงาน หากสิ่งมีชีวิตสามารถใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ได้เราจะจัดประเภทสิ่งมีชีวิตไว้ในประเภทของโฟโตโทรฟ ในทางตรงกันข้ามถ้าพลังงานถูกดึงออกมาจากปฏิกิริยาทางเคมีพวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตทางเคมี
หากเรารวมการจำแนกทั้งสองนี้เราจะได้รับสารอาหารหลัก 4 ประเภทของแบคทีเรีย (นอกจากนี้ยังใช้กับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ด้วย): โฟโตโทโทรฟโฟโตเทอโรโทรฟคีโมออโตโทรฟและคีโมเฮเทอโรโทรฟ ด้านล่างนี้เราจะอธิบายความสามารถในการเผาผลาญของแบคทีเรียแต่ละชนิด:
Photoautotrophs
สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ทำการสังเคราะห์แสงโดยที่แสงเป็นแหล่งพลังงานและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นแหล่งกำเนิดของคาร์บอน
เช่นเดียวกับพืชกลุ่มแบคทีเรียนี้มีรงควัตถุคลอโรฟิลล์เอซึ่งช่วยให้ผลิตออกซิเจนผ่านการไหลของอิเล็กตรอน นอกจากนี้ยังมี pigment bacteriochlorophyll ซึ่งไม่ปล่อยออกซิเจนในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
Photoheterotrophs
พวกมันสามารถใช้แสงแดดเป็นแหล่งพลังงาน แต่ไม่เปลี่ยนเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พวกเขาใช้แอลกอฮอล์กรดไขมันกรดอินทรีย์และคาร์โบไฮเดรตแทน ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุด ได้แก่ แบคทีเรียที่ไม่ใช่กำมะถันสีเขียวและแบคทีเรียที่ไม่ใช่กำมะถันสีม่วง
Chemoautotrophs
เรียกอีกอย่างว่า chemoautotrophs พวกมันได้รับพลังงานจากการออกซิเดชั่นของสารอนินทรีย์ซึ่งพวกมันแก้ไขคาร์บอนไดออกไซด์ พบได้ทั่วไปในเครื่องช่วยหายใจแบบ Hydroterminal ในมหาสมุทรลึก
Chemoheterotrophs
ในกรณีหลังนี้แหล่งที่มาของคาร์บอนและพลังงานมักเป็นองค์ประกอบเดียวกันตัวอย่างเช่นกลูโคส
การประยุกต์ใช้งาน
ความรู้เกี่ยวกับการเผาผลาญของแบคทีเรียมีส่วนช่วยอย่างมากในด้านจุลชีววิทยาทางคลินิก การออกแบบอาหารเลี้ยงเชื้อที่เหมาะสมซึ่งออกแบบมาเพื่อการเจริญเติบโตของเชื้อโรคบางชนิดที่สนใจนั้นขึ้นอยู่กับการเผาผลาญของมัน
นอกจากนี้ยังมีการทดสอบทางชีวเคมีหลายสิบครั้งที่นำไปสู่การระบุสิ่งมีชีวิตที่ไม่รู้จักแบคทีเรียบางชนิด โปรโตคอลเหล่านี้ช่วยให้สามารถสร้างกรอบอนุกรมวิธานที่เชื่อถือได้อย่างยิ่ง
ตัวอย่างเช่นโปรไฟล์ catabolic ของวัฒนธรรมแบคทีเรียสามารถรับรู้ได้โดยใช้การทดสอบออกซิเดชั่น / การหมัก Hugh-Leifson
วิธีการนี้รวมถึงการเจริญเติบโตในตัวกลางกึ่งแข็งที่มีกลูโคสและตัวบ่งชี้ pH ดังนั้นแบคทีเรียออกซิเดชั่นจะย่อยสลายกลูโคสซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่สังเกตได้เนื่องจากการเปลี่ยนสีในตัวบ่งชี้
ในทำนองเดียวกันเป็นไปได้ที่จะระบุเส้นทางที่แบคทีเรียที่สนใจใช้โดยการทดสอบการเจริญเติบโตบนพื้นผิวที่แตกต่างกัน การทดสอบเหล่านี้บางส่วน ได้แก่ การประเมินวิถีการหมักของกลูโคสการตรวจหาตัวเร่งปฏิกิริยาปฏิกิริยาของไซโตโครมออกซิเดสและอื่น ๆ
อ้างอิง
- เนโกรนี, ม. (2552). จุลชีววิทยา Stomatological. Panamerican Medical Ed.
- แพรตส์, G. (2549). จุลชีววิทยาคลินิก. Panamerican Medical Ed.
- Rodríguez, J. Á. G. , Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999) บทสรุปจุลชีววิทยาทางการแพทย์. Elsevier สเปน
- Sadava, D. , & Purves, WH (2009). ชีวิต: วิทยาศาสตร์แห่งชีววิทยา Panamerican Medical Ed.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). จุลชีววิทยาเบื้องต้น. Panamerican Medical Ed.