Органотроф бактериялар аҳамияти

Organotroflar organik birikmalardan (uglevodlar, aminokislotalar) elektron donor sifatida foydalanadigan bakteriyalardir [2].

Organotrof mikroorganizmlar kimyotrof organotroflar (xemoorganotroflar) yoki fototrofik organotroflar (fotoorganotroflar) bo'lishi mumkin. Uglerod manbalariga qarab organotroflar avtotroflar (xemoorganoavtotroflar, fotoorganoavtotroflar) yoki geterotroflar (xemoorganoheterotroflar, fotoorganoheterotroflar) bo'lishi mumkin [1].

Organotrof bakteriyalarga koʻpchilik prokariotlar, jumladan, chumoli kislotani oksidlovchi fakultativ metilotroflar, binafsharang va baʼzi yashil bakteriyalar, galobakteriyalar va baʼzi siyanobakteriyalar kiradi [1]. Organotroflar - bu organik moddalar elektron donor bo'lgan organizmlar. litotroflarga qarshi. Organotroflar miksotroflar bo'lishi mumkin.

Organotroflar energiya manbai sifatida organik molekulalardan, litotroflar noorganik substratlardan, fototroflar esa quyosh nuridan energiya iste'mol qiladilar. Biroq, metabolizmning barcha bu turli shakllari redoks reaktsiyalariga bog'liq bo'lib, ular elektronlarni organik molekulalar, suv, ammiak, vodorod sulfidi kabi qaytarilgan molekula donorlaridan kislorod, nitrat yoki sulfat kabi qabul qiluvchi molekulalarga o'tkazishni o'z ichiga oladi.[1]

Organotroflar - Acetobacter va Streptococcus avlodining bakteriyalari, Methanosarcinales turkumidagi archaea va halobacterium oilasi.

Organotroflar energiya manbai sifatida organik molekulalardan, litotroflar noorganik substratlardan, fototroflar esa quyosh nuridan energiya iste'mol qiladilar. Biroq, metabolizmning barcha bu turli shakllari redoks reaktsiyalariga bog'liq bo'lib, ular elektronlarni organik molekulalar, suv, ammiak, vodorod sulfidi kabi qaytarilgan molekula donorlaridan kislorod, nitrat yoki sulfat kabi qabul qiluvchi molekulalarga o'tkazishni o'z ichiga oladi.[1]

Bakteriyalarning oziqlanishi - bu transformativ reaktsiyalar natijasida bakterial hujayra tomonidan plastik material va energiyani singdirish va assimilyatsiya qilish jarayoni [

Oziqlanish har bir tirik organizmning muhim funktsiyasidir. Oziqlanish jarayonida organizm hujayra tuzilmalarini sintez qilish uchun ishlatiladigan va barcha hayotiy jarayonlar uchun energiya manbai bo'lib xizmat qiladigan moddalarni oladi. Mikroorganizmlarning oziqlanishi uchun hayvonlar va o'simliklar uchun bir xil elementlar kerak. Birlamchi oziq moddalar uglerod, azot, kislorod, vodorod bo'lib, ular prokaryotik va eukaryotik organizmlarning tirik hujayrasining bir qismi bo'lgan barcha organik moddalarning asosidir [5].

Bakteriyalarning oziqlanish turlari juda xilma-xildir. Ular bakteriya xujayrasini oziq moddalar bilan ta'minlash usullariga, uglerod va azot manbalariga, energiya olish usuliga va elektron donorlarning tabiatiga qarab farqlanad

Elektron donor

Elektron donor - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi (qaytarilish-qaytarilish reaktsiyasi) paytida elektron beradigan birikma (modda yoki molekula). Bundan tashqari, elektron qabul qiluvchi oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ishtirok etadi [

Masalan, Chromatiaceae oilasiga mansub binafsha oltingugurt bakteriyalari CO2 ni organik moddalarga kamaytirish uchun elektron donor sifatida vodorod sulfididan (H2S) foydalanadi [2].

Elektronlarning mustaqil mavjudligi mumkin emas. Donor molekulalaridan ajralib, ular darhol ularni biriktira oladigan molekulalarga qo'shiladi (elektron qabul qiluvchilar). O'ta oksidlangan modda elektron donor bo'la olmasligi aniqlangan [2].

Biologik oksidlanish jarayonida odatda ikkita elektron bir vaqtning o'zida uzatiladi. Bunda donor substratdan ikkita vodorod protoni (H+) ajralib chiqadi. Ushbu oksidlanish jarayoni "dehidrogenatsiya" deb ataladi. Shuning uchun "vodorod donori" va "elektron donor" atamalari ko'pincha sinonim sifatida ishlatiladi [2]

Oziq moddalarni qabul qilish usullari

Bakteriyalarni oziq moddalar bilan ta'minlash usuliga ko'ra tasniflash mumkin:

holofitlar (yun. holos — toʻliq va yunoncha phyticos — oʻsimliklarga tegishli) — muhitga substratlarni parchalovchi fermentlarni chiqara olmaydigan, moddalarni faqat erigan, molekulyar shaklda isteʼmol qiladigan bakteriyalar;

holozoa (yunoncha holos — toʻlaqonli va yunoncha zoikos — hayvonlarga tegishli) — tashqi oziqlanishni taʼminlovchi fermentlar majmuasiga ega boʻlgan bakteriyalar — substratlarning bakteriya hujayrasidan tashqaridagi molekulalarga parchalanishi, shundan soʻng oziq moddalar molekulalari bakteriya ichiga oʻtkaziladi. [4].

Uglerod manbalari

Uglerod manbalari quyidagilardir:

avtotroflar (yun. autos — oʻzi, trofe — oziq-ovqat) — uglerod manbai sifatida karbonat angidrid (CO2) dan foydalanadigan bakteriyalar, ulardan barcha uglerodli moddalar sintezlanadi;

geterotroflar (yun. geteros — boshqa, trofe — oziq-ovqat) — uglerod manbai sifatida molekulyar shakldagi turli organik moddalardan (koʻp atomli spirtlar, uglevodlar, yogʻ kislotalari, aminokislotalar) foydalanadigan bakteriyalar [4].

Geterotrofiyaning eng yuqori darajasi faqat boshqa tirik hujayralar ichida yashaydigan prokaryotlarda, xususan, xlamidiya va rikketsiyalarda qayd etiladi [4].

Energiya manbalari

Amaldagi energiya manbalariga qarab, bakteriyalar ikki turga bo'linadi:

fototroflar - quyosh energiyasidan foydalanishga qodir bakteriyalar;

xemotroflar - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalaridan energiya oladigan bakteriyalar [4].

Elektron donorlarning tabiati

Elektron donorlarning tabiatiga ko'ra bakteriyalar quyidagilarga bo'linadi:

литотрофы (греч. litos – камень) – бактерии, использующие в качестве доноров электронов неорганические вещества: водород (Н2), сероводород (Н2S), аммиак (NH3), серу (S), углекислый газ(CО2), ионы железа (Fe2+) va boshqalar;

organotroflar - elektron donor sifatida organik birikmalardan (uglevodlar, aminokislotalar) foydalanadigan bakteriyalar [4].

Litotroflar (yun. litos — tosh) — bakteriyalar, ular uchun noorganik moddalar elektron donor (vodorod (H2), vodorod sulfidi (H2S), ammiak (NH3), oltingugurt (S), karbonat angidrid (CO2), temir ionlari (Fe2+) vazifasini bajaradi. )[2].

Litotrof mikroorganizmlar kemotrofik litotroflar (xemolitotroflar) yoki fototrofik litotroflar (fotolitotroflar) bo'lishi mumkin. Uglerod manbalariga ko'ra, litotroflarni ham avtotroflar (xemolito-avtotroflar, fotolito-avtotroflar) va geterotroflar (xemolitoheterotroflar, fotolitoheterotroflar) deb atash mumkin [1].

Litotrof bakteriyalarga nitrifikator bakteriyalar, tion bakteriyalari, vodorod bakteriyalari, temir bakteriyalari, metan hosil qiluvchi bakteriyalar, siyanobakteriyalar, binafsha va yashil bakteriyalar kiradi [1]

Xemolitotroflar

Xemolitotroflar mikroorganizmlar, shu jumladan bakteriyalar bo'lib, ular oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari (xemotroflar) natijasida energiya oladilar va noorganik moddalarni elektron donorlar (litotroflar) sifatida ishlatadilar [1].

Xemolitotrofiya yashash usuli sifatida faqat prokariotlarda o'rnatilgan. Bu bakteriyalar guruhini birinchi marta rus mikrobiologi S.N. Vinogradskiy[2].

Xemolitrotrof bakteriyalar guruhlari

Xemolitotroflar aerob va anaerob sharoitda mavjud bo'lib, energiya manbai sifatida juda ko'p noorganik birikmalardan foydalanadilar [2].

Xemolitrotrof mikroblarning substratlarga nisbatan o'ziga xosligidan kelib chiqib, ular beshta asosiy guruhga bo'linadi:

1.    Нитрифицирующие бактерии – окисляющие восстановленные неорганические соединения азота^[2].

2.    Бактерии, окисляющие серу – используют в качестве источника энергии сероводород (H₂S), молекулярную серу (S⁰) либо ее частично восстановленные окислы^[2].

3.    Железобактерии – окисляют восстановленное железо или марганец^[2].

4.    Водородные бактерии – используют в качестве источника энергии молекулярный водород^[2].

5.    Карбоксидобактерии – используют, как единственный источник углерода и энергии – углекислый газ (CO₂)^[2].

6.       Nitrifikator bakteriyalar kamaygan noorganik azot birikmalarini oksidlaydi [2].

7.       Oltingugurtni oksidlovchi bakteriyalar energiya manbai sifatida vodorod sulfidi (H2S), molekulyar oltingugurt (S0) yoki uning qisman qaytarilgan oksidlaridan foydalanadi [2].

8.       Temir bakteriyalari - qaytarilgan temir yoki marganetsni oksidlaydi [2].

9.       Vodorod bakteriyalari - energiya manbai sifatida molekulyar vodoroddan foydalanadilar [2].

10.    Karbooksidobakteriyalar - uglerod va energiyaning yagona manbai sifatida foydalanish - karbonat angidrid (CO2) [2].

11.    Organotroflar

12.    Organotroflar organik birikmalardan (uglevodlar, aminokislotalar) elektron donor sifatida foydalanadigan bakteriyalardir [2].

13.     

14.     

15.    Organotrof mikroorganizmlar kimyotrof organotroflar (xemoorganotroflar) yoki fototrofik organotroflar (fotoorganotroflar) bo'lishi mumkin. Uglerod manbalariga qarab organotroflar avtotroflar (xemoorganoavtotroflar, fotoorganoavtotroflar) yoki geterotroflar (xemoorganoheterotroflar, fotoorganoheterotroflar) bo'lishi mumkin [1].

16.     

17.    Organotrof bakteriyalarga koʻpchilik prokariotlar, jumladan, chumoli kislotani oksidlovchi fakultativ metilotroflar, binafsharang va baʼzi yashil bakteriyalar, galobakteriyalar va baʼzi siyanobakteriyalar kiradi [1].

18.    Kimoorganotroflar

19.    Xemoorganotroflar mikroorganizmlar, shu jumladan bakteriyalar bo'lib, ular oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari (xemotroflar) jarayonida biosintez uchun energiya oladilar va organik birikmalardan elektron donor (organotroflar) sifatida foydalanadilar [1

20.    Xemoavtotroflar avtotrof bo'lishi mumkin, ya'ni uglerod manbai sifatida karbonat angidriddan foydalanadi yoki geterotroflar, ya'ni uglerod manbai sifatida turli xil organik moddalarni molekulyar shaklda ishlatadi [3].

21.     

22.    Kimyoavtotroflarga ko'pchilik prokariotlar kiradi, ular kimyorganoheterotroflar va chumoli kislotasini oksidlovchi fakultativ metilotroflardir. Mikroorganizmlarning oxirgi guruhi kimyoorganoavtotroflardir [1].

23.    Xarakterli jihati shundaki, hozirgi kunga qadar ma'lum bo'lgan barcha holatlarda fumarat nafasini (anaerob nafas olish usullaridan biri) amalga oshirishga qodir bo'lgan bakteriyalar fermentatsiya qobiliyatiga ega bo'lgan kimyoorganotroflardir. Bularga Bacteroides, Fibrobacter, Wolinella avlodining ayrim turlari, enterobakteriyalar (Escherichia, Proteus, Salmonella, Klebsiella), Propionibacterium jinsi vakillari kiradi [2].

24.    Fotoorganotroflar

25.    Fotoorganotroflar mikroorganizmlar, shu jumladan fotosintez (fototroflar) natijasida energiya oladigan va organik birikmalardan elektron donor (organotroflar) sifatida foydalanadigan bakteriyalardir [1].

26.     

27.     

28.    Fotoorganotroflar avtotroflar bo'lishi mumkin, ya'ni uglerod manbai sifatida karbonat angidriddan (CO2) foydalanish yoki geterotroflar - uglerod manbai sifatida molekulyar shaklda turli xil organik moddalardan foydalanadilar [3][1].

29.     

30.    Fotoorganotroflarga binafsha rangli bakteriyalar, ba'zi yashil bakteriyalar, galobakteriyalar, ba'zi siyanobakteriyalar, binafsha rangli oltingugurt bo'lmagan bakteriyalar kiradi [2][1].

31.    Xemoorganoheterotroflar

32.    Xemoorganoheterotroflar - mikroorganizmlar, shu jumladan bakteriyalar, kimyoorganoheterotrofik oziqlanish turiga ega bo'lib, konstruktiv va energiya almashinuvining quyidagi kombinatsiyasi bilan tavsiflanadi:

33.     

34.    biosintez uchun energiya manbai noorganik birikmalarning oksidlanishi (xemotroflar);

35.    elektron donorlarning tabiati - organik birikmalar (uglevodlar, aminokislotalar) (organotroflar);

36.    uglerod manbai - molekulyar shakldagi turli xil organik moddalar (ko'p atomli spirtlar, uglevodlar, yog 'kislotalari, aminokislotalar) (geterotroflar)[2][1].

37.    Aksariyat prokaryotlar kimyorganoheterotroflardir. Bundan tashqari, bu turdagi oziqlanish hayvonlar olamida eng keng tarqalgan ikkitadan biri (ikkinchisi - fotolitoautotrofiya, organizmlar - fotolitoavtotroflar) deb ishoniladi. Xemoorganoheterotroflar hayvonlar, zamburug'lar va ko'plab mikroorganizmlardir [2][1].

38.    Fotoorganoheterotroflar

39.    Fotoorganoheterotroflar - mikroorganizmlar, shu jumladan bakteriyalar, oziqlanish turi fotoorganoheterotrof bo'lib, konstruktiv va energiya almashinuvining quyidagi kombinatsiyasi bilan tavsiflanadi:

40.     

41.    biosintez uchun energiya manbai - quyosh nuri (fotosintez reaktsiyalari) (fototroflar);

42.    elektron donorlarning tabiati - organik birikmalar (uglevodlar, aminokislotalar) (organotroflar);

43.    uglerod manbai - molekulyar shakldagi turli xil organik moddalar (ko'p atomli spirtlar, uglevodlar, yog 'kislotalari, aminokislotalar) (geterotroflar)[1][2].

44.    Fotoorganoheterotroflarga binafsha rangli va ba'zi yashil bakteriyalar, galobakteriyalar va ba'zi siyanobakteriyalar kiradi.

Скачано с www.znanio.ru