stringtranslate.com

Аэробный организм

Аэробные и анаэробные бактерии можно идентифицировать, выращивая их в пробирках с тиогликолевым бульоном :
1: Облигатным аэробам нужен кислород, потому что они не могут бродить или дышать анаэробно. Они собираются в верхней части пробирки, где концентрация кислорода самая высокая.
2: Облигатные анаэробы отравляются кислородом, поэтому они собираются в нижней части пробирки, где концентрация кислорода самая низкая.
3: Факультативные анаэробы могут расти как с кислородом, так и без него, потому что они могут метаболизировать энергию аэробно или анаэробно. Они собираются в основном наверху, потому что аэробное дыхание генерирует больше АТФ, чем брожение или анаэробное дыхание.
4: Микроаэрофилам нужен кислород, потому что они не могут бродить или дышать анаэробно. Однако они отравляются высокими концентрациями кислорода. Они собираются в верхней части пробирки, но не на самом верху.
5: Аэротолерантным организмам не нужен кислород, потому что они анаэробно усваивают энергию. Однако, в отличие от облигатных анаэробов, они не отравлены кислородом. Их можно обнаружить равномерно распределенными по всей пробирке.

Аэробный организм или аэроб — это организм , который может выживать и расти в среде, насыщенной кислородом . [1] Способность демонстрировать аэробное дыхание может принести пользу аэробному организму, поскольку аэробное дыхание дает больше энергии, чем анаэробное дыхание. [2] Производство энергии клеткой включает синтез АТФ ферментом, называемым АТФ-синтазой . При аэробном дыхании АТФ-синтаза связана с электрон-транспортной цепью, в которой кислород действует как конечный акцептор электронов. [3] В июле 2020 года морские биологи сообщили, что аэробные микроорганизмы (в основном), в « квази-подвешенном состоянии », были обнаружены в органически бедных отложениях возрастом до 101,5 миллиона лет, на глубине 250 футов под морским дном в Южно-Тихоокеанском круговороте (SPG) («самое мертвое место в океане»), и могут быть самыми долгоживущими формами жизни, когда-либо обнаруженными. [4] [5]

Типы

Когда организм способен выживать как в кислородной, так и в анаэробной среде, использование эффекта Пастера может различать факультативные анаэробы и аэротолерантные организмы. Если организм использует ферментацию в анаэробной среде, добавление кислорода заставит факультативные анаэробы приостановить ферментацию и начать использовать кислород для дыхания. Аэротолерантные организмы должны продолжать ферментацию в присутствии кислорода. Факультативные организмы растут как в богатых кислородом, так и в бескислородных средах.

Аэробное дыхание

Аэробные организмы используют процесс, называемый аэробным дыханием, для создания АТФ из АДФ и фосфата. Глюкоза ( моносахарид ) окисляется для питания цепи переноса электронов: [8]

Это уравнение представляет собой обобщение того, что происходит в трех сериях биохимических реакций: гликолизе , цикле Кребса (также известном как цикл лимонной кислоты ) и окислительном фосфорилировании .

C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38фосфат → 6CO2 + 44H2O + 38АТФ​​​

При окислительном фосфорилировании АТФ синтезируется из АДФ и фосфата с использованием АТФ-синтазы. АТФ-синтаза приводится в действие протон-движущей силой, создаваемой с помощью энергии, вырабатываемой в цепи переноса электронов. Ион водорода (H + ) имеет положительный заряд, и если он разделен клеточной мембраной, он создает разницу в заряде между внутренней и внешней частью мембраны. Окислительное фосфорилирование происходит в митохондриях эукариот . [ 3 ]

Аэробному дыханию необходим O 2 , поскольку он действует как конечный акцептор электронов в цепи переноса электронов прокариот. Молекулярный кислород восстанавливается до воды в этом процессе. [9]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "аэроб" в Медицинском словаре Дорланда
  2. ^ Kroneck PM, Sosa Torres ME, ред. (2021). Металлы, микробы и минералы — биогеохимическая сторона жизни (1-е изд.). Берлин: de Gruyter GmbH & Co. KG. ISBN 978-3-11-058890-3. OCLC  1201187551.
  3. ^ ab Morelli AM, Ravera S, Panfoli I (октябрь 2020 г.). «Аэробный митохондриальный синтез АТФ с комплексной точки зрения». Open Biology . 10 (10): 200224. doi :10.1098/rsob.200224. PMC 7653358 . PMID  33081639. 
  4. ^ Wu KJ (28 июля 2020 г.). «Эти микробы, возможно, выжили 100 миллионов лет под морским дном — спасенные из своих холодных, тесных и бедных питательными веществами жилищ, бактерии проснулись в лаборатории и начали расти». The New York Times . Получено 31 июля 2020 г.
  5. ^ Morono Y, Ito M, Hoshino T, Terada T, Hori T, Ikehara M и др. (Июль 2020 г.). «Аэробная микробная жизнь сохраняется в оксичных морских отложениях возрастом 101,5 миллиона лет». Nature Communications . 11 (1): 3626. Bibcode :2020NatCo..11.3626M. doi :10.1038/s41467-020-17330-1. PMC 7387439 . PMID  32724059. 
  6. ^ abc Todar K. "Питание и рост бактерий". Онлайн-учебник бактериологии Todar. стр. 4. Получено 24 июля 2016 г.
  7. ^ Hentges DJ (1996). "17: Анаэробы: Общая характеристика". В Baron S (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Галвестон, Техас: Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне. ISBN 9780963117212. PMID  21413255 . Получено 24 июля 2016 г. .
  8. ^ Чаухан Б.С. (2008). Принципы биохимии и биофизики . Laxmi Publications. стр. 530. ISBN 978-8131803226.
  9. ^ Борисов, Виталий Б.; Верховский, Михаил И. (23 октября 2015 г.). Стюарт, Вэлли (ред.). «Кислород как акцептор». EcoSal Plus . 6 (2): ecosalplus.ESP–0012–2015. doi :10.1128/ecosalplus.ESP-0012-2015. ISSN  2324-6200. PMID  26734697.