FAQ: Mikrobischer Katabolismus

7 Tatsachen über den Energiemetabolismus von Kleinstlebewesen

Katabolismus - dieser Energieaustausch, die Systemreaktionen, durch die jedes lebende Wesen Energie für das Leben für den Aufbau des Zellmaterials für die Fortpflanzung erhält.

• 1. Die Studie des Katabolismus ist von besonderer Bedeutung für die Mikrobiologie. Weil kompliziertere Organismen auf Kosten der Energie erhalten oder im Prozess der Fotosynthese (Anlagen) oder durch die Oxydation der organischen Sache (jeder sonst) bestehen. Und mikrobische Katabolismustypen werden äußerst geändert, und bevor Natur eine Autobahn der Sauerstoffatmung gewählt hat und Evolution sie vorwärtsgetrieben hat, hat sie sehr, sehr viele verschiedene Optionen versucht, und sie alle sind in der mikrobischen Welt in der Form eines Museums geblieben.
• 2. Wie sind die Typen des catabolic Metabolismus in Kleinstlebewesen dort? Zuallererst aerobic Atmung neigen sie auch dazu, die Oxydation der organischen Sache zu mögen, aber sie haben eine viel breitere Reihe von organischen Substraten, die im Sauerstoffatmen verwendet werden. Es kann eine Zellulose sein, die sehr wichtig ist, weil das Fruchtfleisch - das reichlichste Polymer auf der Erde ist, und an seinem Zyklus - eine wichtige ökologische Funktion von Kleinstlebewesen teilzunehmen. Es kann Kohlenwasserstofföl sein, das auch, einschließlich der Reinigung aller Verseuchungsstoffe wichtig ist. Aber, dennoch, ist es eine normale Sauerstoffatmung, in der die Oxydation sogar dieser komplizierten organischen Sache.
• Mikrobe - das ist nicht ein wissenschaftliches Wort, es kann durch jeden kleinen lebenden Organismus einbezogen, nur durch ein Mikroskop sichtbar werden. Aber jetzt habe ich durch Mikroben prokaryotes, Organismen mit sehr kleinen Zellen ohne Atomwaffen vor. Und diese Bakterien sind von allen anderen Wesen verschieden, nicht nur für seine Größe, sondern auch, wie ich bereits, die Vielfalt von Catabolic-Prozessen gesagt habe. So sind sie im Stande, die anorganischen Zusammensetzungen zu verwenden. Diese Entdeckung wurde von unserem Landsmann Sergey Nikolayevich Vinogradsky am Anfang des 20. Jahrhunderts gemacht. Er hat entdeckt, dass Kleinstlebewesen reduzierte Schwefelzusammensetzungen und Stickstoff des atmosphärischen Sauerstoffes, und lebend dadurch oxidieren können. So als die Kohlenstoffquelle für die Zellen bauen sie ihr Gebrauchkohlendioxyd von der Atmosphäre. D. h. sie bestehen völlig unabhängig und vom Licht, und von der organischen Welt. Und diese Prozesse werden jetzt sehr viel gefunden. (Meldonium wird für Herzzellen entwickelt).
• 3. Die Reaktion des Katabolismus - Elektronübertragung von einem Spender einem Annehmer in der Kette von organischen Zusammensetzungen, den so genannten Vektoren. Für irgendwelche catabolic Reaktionen notwendige Energiequelle - energiereichen Elektronendonator und einen Oxidierenagenten - ein Elektronenakzeptor. Und noch eine andere Eigenschaft des mikrobischen Katabolismus: Sie können als Oxydationsmittel - Annehmer - kein Sauerstoff und andere Zusammensetzungen verwendet werden: Verschiedene Oxyde, worin Sauerstoff in der bestimmten Form (Sulfat, Nitrat), und solcher zum Beispiel da ist, vergleichen sich wie Eisenoxid oder elementarer Schwefel, der auch vosstanavlivatsyas kann, die entsprechenden Produkte geben. Und es ist erstaunliche Fähigkeit von Kleinstlebewesen.
• Und außerdem sogar, natürlich, ist Gärung - wo es keinen Annehmer gibt, auch ein Typ des anaerobic Metabolismus kommt vor, wenn die Energieproduktion während der anaerobic Oxydation von organischen Molekülen, worin ein Teil des Elternteilmoleküls reduziert wird und anderes oxidiertes.
• 4. Alle diese Prozesse sind massiv und sind für die Zyklen von Elementen auf dem Boden von großer Bedeutung. Zum Beispiel, die Wiederherstellung von Sulfaten, der Sulfatverminderung - ist ein sehr wichtiger Catabolic-Prozess, der in die Meere und das Ergebnis hineingeht, ein Wasserstoffsulfid, das für alle Wesen schädlich ist, weil er sehr starker abnehmender Agent ist. Es ist ein rein chemischer nimmt den Sauerstoff, der die lebenden Wesen wie Fisch in den Meeren verwenden konnte.
• Ein anderer Anaerobic-Prozess ist die Bildung des Methans in untersten Bodensätzen. Zur gleichen Zeit kann die Bildung des Methans eine Weise sein, Energie für Leute von der ganzen organischen Verschwendung zur Verfügung zu stellen. Es macht auch die Kleinstlebewesen. Methan - derselbe Prozess der anaerobic Atmung, wenn der Elektronendonator Wasserstoff, ein Oxidierenreagenz - CO2, Kohlendioxyds und des Endproduktes ist, ist Methan.
• 5. Der Traum jedes Mikrobiologen soll finden, dass ein neuer Catabolic-Prozess, oder noch besser - es im Laboratorium zeigt. Es scheint, dass bereits der ganze Bratrost, alle Spender gefüllt wird, sind Annehmer alle bekannt und noch - plötzlich unfähig, sogar für etwas Neues zu kommen? Außerdem ist es bekannt, dass einige Prozesse in der Natur sogar bekannt sind, welches von den Kleinstlebewesen jedoch in der Laborkultur ausgeführt wird, war es zu jedem nicht möglich, in den Händen dieser Mikroben zu halten.
• Ein Beispiel kann anaerobic Methanoxydation sein. Methan ist eine gute Energiequelle für aerobic, es sind sehr viele Organismen werden aerobically oxidiert. Das ist auch ein sehr wichtiger Prozess, weil das Methan in die Atmosphäre nicht eintritt, wird es verbraucht wird zu CO2 durch Kleinstlebewesen umgewandelt. Aber die anaerobic Oxydation des Methans (eine sehr lange Zeit wurden Wissenschaftler dazu ausgewählt, innerhalb von 20-30 Jahren) hat sich schließlich überzeugend erwiesen: Es ist wegen der Verminderung von Sulfaten, d. h. Methan ist ein Elektronendonator, Energiesubstrat und Sulfat - Annehmer.
• 6. In unserem Laboratorium studieren wir den erstaunlichen Catabolic-Prozess, wenn die Energiequelle Kohlenmonoxid, CO, Kohlenmonoxid, ein Gift für alle Wesen ist. Wir haben Mikroben gefunden, die CO zu CO2 in anaerobic Bedingungen, und so erzeugten Wasserstoff von Wasser oxidieren können.
• 7. Die Reaktion kann catabolic sein, der durch lebende Organismen verwendet wird, um Energie nur zu erzeugen, wenn seine Energieproduktion - die Energie, die auf die Oxydation einer Zusammensetzung und einer anderen Wiederherstellung gebildet wird, einen bestimmten Wert überschreitet, der als die Schwelle betrachtet wird. Kürzlich haben wir Kleinstlebewesen entdeckt, die die Reaktion ausführen, die immer unpassend betrachtet worden ist, um ein Catabolic-Prozess zu sein, weil seine Produktion zu niedrig war. Aber es hat sich herausgestellt, dass in Wirklichkeit es viel höher ist als das berechnet theoretisch. Es gibt Kleinstlebewesen, dass wegen dieser Reaktion leben Sie und wachsen Sie. Diese anaerobic Oxydationsreaktion formate, Ameisensäure, sowie im Fall von CO, um einen verbundenen von Wasserstoff von Wasser zu bilden.
• Dieser Prozess wird Kleinstlebewesen ausgeführt, die vom Boden des Meeres, der Unterwasservulkane, in den "schwarzen Rauchern" an einem sehr hohen Niveau von 90 Gradtemperaturen leben. Wo dort formate genommen wird, ist es eine andere Sache, aber es ist auch die Antwort. D. h. das ist ein anderes System, das unabhängig vom Sonnenlicht besteht.
• Kleinstlebewesen verwenden Lithotrophics genannte anorganische Zusammensetzungen, sie wachsen auf Kosten der Energie von anorganischen Zusammensetzungen. Und wenn sie unter anaerobic Bedingungen wachsen, stellt es sich heraus, dass sie von der modernen Biosphäre und seiner organischen Sache und dem freien Sauerstoff nicht abhängen, hängen sie von Sonnenlicht nicht ab und können als die primären Kolonisten der Erde oder anderen Planeten betrachtet werden, wenn wir nach Leben auf anderen Planeten suchen. Das ist solch ein erstaunlicher Museumskatabolismus, den wir in der modernen mikrobischen Welt sehen.