الأيض (التمثيل الغذائي) من البكتيريا مجموعاثنان متعارضان مترابطان عمليات الهدم والابتناء.
الهدم (تبديد) - اضمحلال الموادفي عملية التفاعلات الأنزيمية وتراكم الطاقة المنبعثة خلال ذلك في جزيئات ATP.
بناء (استيعاب) - تخليق الموادمع استهلاك الطاقة.
ميزات التمثيل الغذائي في البكتيريا هي أن:
شدته كافية مستوى عال، والذي ربما يرجع إلى نسبة السطح إلى كتلة الوحدة أكبر بكثير من تلك الموجودة في الكائنات متعددة الخلايا ؛
العمليات تبديدتسود على العمليات الاستيعاب.
طيف الركيزةالمواد التي تستهلكها البكتيريا واسعة جدًا - من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والنتريت والنترات إلى المركبات العضوية ، بما في ذلك المواد البشرية المنشأ - الملوثات البيئية (وبالتالي ضمان عمليات التنقية الذاتية) ؛
البكتيريا لديها جدا مجموعة واسعة من الإنزيمات المختلفة- يساهم أيضًا في الكثافة العالية لعمليات التمثيل الغذائي واتساع نطاق الركيزة.
الانزيمات البكتيريةحسب الترجمة وتنقسم إلى مجموعتين:
exozymes- الإنزيمات البكتيرية التي يتم إطلاقها في البيئة الخارجية وتعمل على الركيزة خارج الخلية (على سبيل المثال ، البروتياز ، السكريات ، قليل السكريات) ؛
الانزيمات الداخلية- إنزيمات بكتيرية تعمل على ركائز داخل الخلية (على سبيل المثال ، الإنزيمات التي تكسر الأحماض الأمينية ، السكريات الأحادية ، التركيبات).
تخليق الانزيموراثيا ، ولكن اللائحةتركيبها من خلال التعليقات المباشرة، أي يتم قمعها بالنسبة للبعض ، وبالنسبة للآخرين يتم تحفيزها بواسطة الركيزة. الإنزيمات ، التي يعتمد تركيبها على توافر الركيزة المناسبةفي البيئة (على سبيل المثال ، بيتا جالاكتوزيداز ، بيتا لاكتاماز) تسمى محرض .
مجموعة أخرى من الإنزيمات التي لا يعتمد تركيبها على وجود الركيزةفي بيئة تسمى التأسيسي (على سبيل المثال ، إنزيمات تحلل السكر). يتم تركيبها دائمًا ، ودائمًا ما تكون موجودة في الخلايا الميكروبية بتركيزات معينة.
دراسة التمثيل الغذائي للبكتيريا باستخدام الأساليب الفيزيائية والكيميائية الحيويةالبحث في عملية استنبات البكتيريا في ظل ظروف معينة على وسط مغذي خاص يحتوي على مركب أو آخر كركيزة للتحول. هذا النهج يجعل من الممكن الحكم على التمثيل الغذائي من خلال دراسة أكثر تفصيلا لعمليات أنواع مختلفة من التمثيل الغذائي (البروتينات والكربوهيدرات) في الكائنات الحية الدقيقة.
استقلاب البروتين في البكتيريا - هذا ، من ناحية ، - عملية تخليق الأحماض الأمينية والبروتينات الخاصةمن خلال استيعاب المكونات الضرورية من البيئة الخارجية ، ومن ناحية أخرى - انهيار البروتين خارج الخليةتحت تأثير الانزيمات المختلفة. إذا حدث انهيار البروتين تحت ظروف لاهوائية، ثم تسمى هذه العملية تعفن وإذا سارت الأمور في الظروف الهوائية - مكمور.
في حالة وجود البروتياز في البكتيريا ، يتم تشطر البروتينات بواسطتها إلى منتجات تسوس وسيطة - بيبتون ، وفي وجود الببتيدات في البكتيريا ، تنقسم الببتونات بواسطتها إلى الأحماض الأمينية ومنتجاتها المتحللة (الأمونيا ، كبريتيد الهيدروجين ، الإندول). بروتين(القدرة على تكسير البروتينات) و هضم(القدرة على تحطيم الببتونات) لا يتم التعبير عن خصائصها في جميع البكتيريا ، لذلك فإن دراستها بالاقتران مع الخصائص الأنزيمية الأخرى تساعد في تحديد البكتيريا.
التمثيل الغذائي للكربوهيدرات في البكتيريا هو أيضا ذو شقين - إنه كذلك عملية تخليق وتحطيم الكربوهيدرات... تكسير الكربوهيدرات بالبكتيريا (خصائص حال السكريات) تحت الظروف الهوائية مع تكوين ثاني أكسيد الكربون ويسمى الماء احتراق ، أ الانقسامعن طريقهم الكربوهيدرات تحت الظروف اللاهوائية - التخمير.
اعتمادا على طبيعة المنتجات النهائية من تحلل الكربوهيدرات في الظروف اللاهوائية التخمر مميز:
الكحول ،
حمض اللاكتيك،
حمض البروبيونيك،
حمض الفورميك
حمض البيوتيريك،
حمض الاسيتيك.
لا يشارك الأكسجين الجزيئي في عمليات التخمير. معظم البكتيريا المخمرة تلزم اللاهوائية... ومع ذلك ، فإن البعض منهم - اللاهوائية الاختيارية، قادرون على إجراء عملية التخمير في وجود الأكسجين ، ولكن بدون مشاركته. علاوة على ذلك ، يمنع هذا الأكسجين عملية التخمير. ويتم استبداله بالاحتراق (التنفس - المتقبل النهائي للهيدروجين - الأكسجين). تم تسمية هذا التأثير تأثير باستور وهو واحد من أمثلة كلاسيكية للتغير في التمثيل الغذائي للبكتيريا حسب الظروف البيئية.
توليف البوليمرات الحيويةتتطلب الخلية البكتيرية طاقة. يتم تشكيلها خلال الأكسدة البيولوجيةويتم تخزينها في النموذج جزيئات ماكروغ- ATP و ADP.
عضيات الجهاز التنفسي في معظم البكتيريا هي مشتقات من الغشاء السيتوبلازمي - الميزوزومات ، حيث يتم توطين إنزيمات الجهاز التنفسي الخاصة مثل أوكسيديز السيتوكروم. نوع الأكسدة الحيوية هي واحدة من السمات الرئيسية للتمييز بين الكائنات الحية الدقيقة المختلفة. على هذا الأساس هناك ثلاث مجموعات من البكتيريا:
المجموعة الاولى - نموذج تعهد ، أي قادرون على تلقي الطاقة فقط من خلال التنفس ويحتاجون إلى الأكسجين الجزيئيكمتقبل الإلكترون النهائي. بالنسبة لهم ، كنوع من عمليات الأكسدة والاختزال ، تعتبر الأكسدة مميزة ، حيث يكون الأكسجين هو المستقبل النهائي للإلكترونات.
المجموعة الثانية - تلزم اللاهوائية - بكتيريا، قادرة على النمو فقط في بيئة خالية من الأكسجين... بالنسبة لهم ، كنوع من عمليات الأكسدة والاختزال ، يعتبر التخمير خاصية مميزة ، حيث يتم نقل الإلكترونات من الركيزة المانحة إلى الركيزة المستقبلة.
المجموعة الثالثة - اللاهوائية الاختيارية - بكتيريا، قادرة على النمو في وجود وغياب الأكسجين، واستخدام كل من الأكسجين الجزيئي والمركبات العضوية كمستقبلات نهائية للإلكترون.
من بينها قد يكون هناك البكتيريا اللاهوائية الاختياريةقادرة على التحول من الأكسدة إلى التخمير (إنتيروباكتيريا) ، و البكتيريا اللاهوائية الاختيارية، والتي يمكن أن تنمو في وجود الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي ، ولكن لا تستخدمها ، ولكنها تحصل على الطاقة حصريًا من خلال التخمير (على سبيل المثال ، بكتيريا حمض اللاكتيك).
للتشخيص الميكروبيولوجي ، ودراسة الكائنات الحية الدقيقة و أغراض التكنولوجيا الحيويةتزرع الكائنات الحية الدقيقة على الاصطناعية NSوسائط المغذيات.
تحت نمو البكتيريا تفهم زيادة كتلة الخلايا دون تغيير عددهافي السكان نتيجة التكاثر المنسق لجميع المكونات والهياكل الخلوية.
زيادة عدد الخلايا في المجتمعيتم تحديد الكائنات الحية الدقيقة بواسطة المصطلح "استنساخ" ... يتميز بوقت التوليد (الفترة الزمنية التي يتضاعف خلالها عدد الخلايا) وبمفهوم مثل تركيز البكتيريا (عدد الخلايا في 1 مل).
على عكس دورة الانقسام الانقسامي في حقيقيات النوى ، يتبع تكاثر معظم بدائيات النوى (البكتيريا) المسار الانشطار الثنائي، أ الفطريات الشعاعية - عن طريق التبرعم... علاوة على ذلك ، توجد جميع بدائيات النوى في أحادي العددالحالة ، حيث يتم تقديم جزيء الحمض النووي في الخلية بصيغة المفرد.
عند دراسة عملية تكاثر البكتيريا ، يجب ألا يغيب عن البال أن البكتيريا موجودة دائمًا في شكل أكثر أو أقل عددًا السكان، ويمكن اعتبار تطوير مجموعة بكتيرية في وسط مغذي سائل في مزرعة دفعية كنظام مغلق. في هذه العملية ، يتم تمييز 4 مراحل.:
الأول - الأولي ، أو مرحلة التأخر ، أو مرحلة تأخر التكاثر ، تتميز بالبداية نمو الخلايا المكثف، لكن معدل انقسامهم يظل منخفضًا ؛
الثاني - اللوغاريتمي ، أو تسجيل المرحلة ، أو المرحلة الأسية ، تتميز بالثابت أقصى معدل لانقسام الخلاياوزيادة كبيرة في عدد الخلايا بين السكان ؛
ثالثًا - مرحلة ثابتة ، يحدث عندما يتوقف عدد الخلايا في السكان عن الزيادة. هذا يرجع إلى ما يأتي التوازن بين عدد الخلايا المشكلة حديثًا والمحتضرة... يُشار إلى عدد الخلايا البكتيرية الحية في السكان لكل وحدة حجم لوسط المغذيات في المرحلة الثابتة تركيز M. ... هذا المؤشر مميز لكل نوع من أنواع البكتيريا.
الرابع - مرحلة الذبول (الموت اللوغاريتمي) ، والذي يتميز بغلبة في عدد السكان لعدد الخلايا الميتة والتدريجية انخفاض في عدد الخلايا القابلة للحياة في السكان.
يحدث توقف النمو في عدد (تكاثر) سكان الكائنات الحية الدقيقة فيما يتعلق بـ استنفاد وسط المغذياتو / أو تراكم فيه منتجات التمثيل الغذائيالخلايا الميكروبية. لذلك ، عن طريق إزالة المنتجات الأيضية و / أو استبدال وسط المغذيات ، وتنظيم انتقال السكان الميكروبيين من المرحلة الثابتة إلى مرحلة الذبول ، من الممكن إنشاء نظام بيولوجي مفتوح يسعى إلى القضاء على التوازن الديناميكي عند درجة معينة مستوى التنمية السكانية. تسمى هذه العملية لتنمية الكائنات الحية الدقيقة من خلال زراعة التدفق(ثقافة مستمرة). يتيح النمو في الثقافة المستمرة الحصول على كتل كبيرة من البكتيريا أثناء الزراعة المتدفقة في أجهزة خاصة (الكيميائيات والعكرات) وتستخدم في إنتاج اللقاحات ، وكذلك في التكنولوجيا الحيوية للحصول على العديد من المواد النشطة بيولوجيًا التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة.
لدراسة العمليات الأيضية طوال دورة انقسام الخلايا ، من الممكن أيضًا استخدامها الثقافات المتزامنة. الثقافات المتزامنة - مزارع البكتيريا ، وجميع أفرادها في نفس المرحلة من الدورة. يتم تحقيق ذلك باستخدام طرق زراعة خاصة ، ومع ذلك ، بعد عدة انقسامات متزامنة ، يتحول تعليق الخلية المتزامن تدريجياً مرة أخرى إلى الانقسام غير المتزامن ، بحيث يزداد عدد الخلايا لاحقًا ليس بشكل تدريجي ، ولكن بشكل مستمر.
عندما يتم تربيتها على وسط مغذيات صلبة ، تتشكل البكتيريا المستعمرات ... هذا هو تراكم البكتيريا من نفس النوع المرئي للعين المجردة ، والتي غالبًا ما تكون نسل خلية واحدة. تختلف مستعمرات البكتيريا من مختلف الأنواع:
القيمة
الشفافية
ارتفاع،
طبيعة السطح
تناسق.
طبيعة المستعمرات هي واحدة من السمات التصنيفية للبكتيريا.
أهم ميزة للكائنات الحية هي التباين والوراثة... أساس الجهاز الوراثي للبكتيريا ، مثل جميع الكائنات الحية الأخرى ، هو الحمض النووي (في فيروسات RNA - RNA ).
إلى جانب ذلك ، فإن الجهاز الوراثي للبكتيريا وإمكانيات دراسته له عدد من الخصائص. بادئ ذي بدء ، البكتيريا - كائنات أحادية العددأي هم لديك كروموسوم واحد... في هذا الصدد ، مع وراثة السمات ، لا توجد ظاهرة هيمنة... تتمتع البكتيريا بمعدل تكاثر مرتفع ، وبالتالي يتم استبدال عدة عشرات من الأجيال من البكتيريا في فترة زمنية قصيرة (اليوم). هذا يجعل من الممكن دراسة مجموعات ضخمة ومن السهل جدًا اكتشاف حتى الطفرات النادرة في التردد.
جهاز وراثي يتم تمثيل البكتيريا كروموسوم... البكتيريا لها واحد فقط. إذا كانت هناك خلايا بها اثنان أو أربعة كروموسومات ، فهي متشابهة. كروموسوم بكتيري - هذا هو جزيء DNA... يصل طول هذا الجزيء إلى 1.0 مم ، ولكي "يتلاءم" مع خلية بكتيرية ، فهو ليس خطيًا ، كما هو الحال في حقيقيات النوى ، ولكنه ملفوففي حلقات وتدحرجت في حلقة. ترتبط هذه الحلقة عند نقطة واحدة بالغشاء السيتوبلازمي.
على الكروموسوم البكتيري ، هناك منفصلة الجينات... تحتوي الإشريكية القولونية ، على سبيل المثال ، على أكثر من ألفي منها. لكن الطراز العرقى (الجينوم) لا يتم تمثيل البكتيريا بواسطة الجينات الصبغية فقط. الوحدات الوظيفية للجينوم البكتيري ، بالإضافة إلى الجينات الصبغية ، هي تسلسل IS ، الينقولات والبلازميدات.
تسلسل هو - شظايا قصيرة من الحمض النووي. لا تحمل الجينات الهيكلية (الترميز لبروتين معين) ، ولكن يحتويفقط الجينات المسؤولة عن التحويل(قدرة تسلسلات IS على التحرك على طول الكروموسوم والاندماج في أجزائه المختلفة). تسلسل IS هي نفسها في البكتيريا المختلفة.
الينقولات ... هذه جزيئات DNA - أكبر من تسلسل IS. بالإضافة إلى الجينات المسؤولة عن التحويل ، هم تحتوي على جين هيكليترميز هذه الميزة أو تلك. تتحرك الينقولات بسهولة على طول الكروموسوم. وضعهم يؤثر التعبيركل من الجينات الهيكلية الخاصة بها والجينات الصبغية المجاورة. يمكن أن توجد الينقولات أيضًا خارج الكروموسوم ، بشكل مستقل ، ولكنها غير قادرة على التكاثر المستقل.
البلازميدات - هذا هو جزيئات DNA دائرية فائقة الالتفاف... يختلف وزنها الجزيئي بشكل كبير ويمكن أن يكون أكبر بمئات المرات من وزن الينقولات. البلازميدات تحتوي على جينات هيكليةالتي تمنح الخلية البكتيرية مختلفة جدا خصائص مهمة لها:
R- البلازميدات - مقاومة الأدوية ،
كولون بلازميدات - لتخليق كوليسين ،
F- البلازميدات - لنقل المعلومات الجينية ،
هلاي بلازميد - لتخليق الهيموليسين ،
البلازميد السام - لتصنيع السم ،
بلازميدات التحلل البيولوجي - لتدمير ركيزة أو أخرى وغيرها.
يمكن أن تكون البلازميدات مدمج في الكروموسوم(على عكس تسلسلات IS و Transposons ، لمناطق محددة بدقة) ، وقد يكون هناك غير متصل على الانترنت... في هذه الحالة ، لديهم القدرة على التكاثر بشكل مستقل ، ولهذا السبب يمكن أن يكون هناك 2 ، 4 ، 8 نسخ من هذا البلازميد في الخلية.
تحتوي العديد من البلازميدات على جينات القابلية للانتقالويمكن أن تنتقل من خلية إلى أخرى أثناء الاقتران (تبادل المعلومات الجينية). تسمى هذه البلازميدات بالانتقال.
وجود البلازميد F ( عامل الخصوبة ، عامل الجنس ) يعطي البكتيريا وظيفة المتبرع ، وهذه الخلايا قادرة على نقل معلوماتها الوراثية للآخرين ، الخلايا F.... هكذا، إن وجود البلازميد F هو تعبير جيني عن الجنس في البكتيريا... لا ترتبط وظيفة المتبرع بالبلازميد فحسب ، بل ترتبط أيضًا ببعض الصفات المظهرية الأخرى. هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، وجود مناشير F ( أهداب الأعضاء التناسلية) ، والتي يتم من خلالها الاتصال بين الخلايا المانحة والمتلقية. من خلال قناتهم يتم نقل DNA المتبرع أثناء إعادة التركيب. على أهداب الأعضاء التناسلية توجد مستقبلات للعاثيات الذكرية. تفتقر خلايا F إلى هذه المستقبلات وهي غير حساسة لمثل هذه العاثيات.
وبالتالي ، يمكن اعتبار وجود F-cilia والحساسية للعاثيات تعبيرًا ظاهريًا (مظهرًا) للجنس في البكتيريا.
تميز البكتيريا نوعان من التباين - المظهرية والوراثية.
التباين المظهري – التعديلات- لا يؤثر على التركيب الجيني... التعديلات تؤثر على معظم الأفراد في السكان. أنهم غير موروثوتتلاشى بمرور الوقت ، أي أنها تعود إلى النمط الظاهري الأصلي بعد عدد أكبر (تعديلات طويلة الأجل) أو أقل (تعديلات قصيرة المدى) من الأجيال.
التباين الوراثييؤثر على التركيب الجيني... تعتمد على الطفرات والتركيب.
الطفرات لا تختلف البكتيريا اختلافًا جوهريًا عن طفرات الخلايا حقيقية النواة. خصائص الطفرات في البكتيريا هي سهولة تحديد الهوية النسبيةلأنه من الممكن العمل مع أعداد كبيرة من البكتيريا ... حسب الأصل ، يمكن أن تكون الطفرات:
من تلقاء نفسها،
الناجم عن.
حسب الطول:
بقعة،
الطفرات الصبغية.
من خلال التركيز:
الطفرات العكسية.
إعادة التركيب في البكتيريا تختلف عن إعادة التركيب في حقيقيات النوى:
أولا ، البكتيريا لديها آليات متعددةإعادة التركيب (تبادل المواد الجينية).
ثانيًا ، أثناء إعادة التركيب في البكتيريا ، لا يتم تكوين زيجوت ، كما هو الحال في حقيقيات النوى ، ولكن ميروزيجوت (يحمل بالكامل المعلومات الجينية للمتلقي وجزء من المعلومات الجينية للمتبرع في شكل إضافة).
ثالثًا ، أثناء إعادة التركيب في خلية بكتيرية مؤتلفة ليس فقط نوعية التغييرات في المعلومات الجينية ، بل مقدارها أيضًا.
تحويل إدخال تحضير DNA الجاهز في الخلية البكتيرية المتلقية(محضر خصيصًا أو معزول بشكل مباشر عن الخلية المانحة). في أغلب الأحيان ، يحدث نقل المعلومات الجينية عندما يُزرع المتلقي على وسط مغذي يحتوي على الحمض النووي للمتبرع.
لإدراك الحمض النووي للمانح أثناء التحول ، يجب أن تكون الخلية المتلقية في حالة فسيولوجية معينة ( كفاءة) ، والذي يتم تحقيقه من خلال طرق خاصة لمعالجة السكان البكتيريين. أثناء التحول ، يتم إرسال علامات مفردة (غالبًا واحدة). التحول هو الدليل الأكثر موضوعية لعلاقة الحمض النووي أو شظاياها مع سمة نمطية واحدة أو أخرى ، حيث يتم إدخال تحضير الحمض النووي النقي في الخلية المتلقية.
التوضيح هو تبادل المعلومات الجينية في البكتيريا بها انتقاللها من المتبرع إلى المتلقي مع اعتدال(تحول)العاثيات.
تحويل العاثياتيمكن أن تحمل جينًا واحدًا أو أكثر (سمات). يحدث التنبيغ:
محدد (يتم نقل نفس الجين دائمًا) ،
غير محدد (تنتقل الجينات المختلفة).
إنه مرتبط بـ الموقعتحويل العاثيات في جينوم المتبرع. في الحالة الأولى ، يتم وضعهم دائمًا في مكان واحد على الكروموسوم ، وفي الحالة الثانية ، يكون توطينهم غير ثابت.
اقتران هو تبادل المعلومات الجينية في البكتيريا عن طريق نقلها من متبرع إلى متلقي فيهم اتصال مباشر.
بعد التعليم بين المتبرع والمتلقي جسر الاقترانيدخل خيط واحد من DNA المتبرع إلى الخلية المتلقية من خلاله. كلما طالت مدة الاتصال ، يمكن نقل المزيد من DNA المتبرع إلى المتلقي. بناءً على انقطاع الاقتران على فترات منتظمة ، من الممكن تحديد ترتيب الجينات على كروموسوم البكتيريا - لبناء خرائط الكروموسومالبكتيريا (ل تسليح البكتيريا). الخلايا F + لها وظيفة مانح.
ترافق البكتيريا الطبيعية مالكها طوال حياته. يتضح أهميتها الأساسية في الحفاظ على النشاط الحيوي للكائن الحي من خلال ملاحظات حيوانات gnotobiont(محرومون من البكتيريا الخاصة بهم) ، الذين تختلف حياتهم بشكل كبير عن حياة الأفراد العاديين ، وأحيانًا يكون ذلك ببساطة مستحيلًا. في هذا الصدد ، فإن عقيدة البكتيريا البشرية الطبيعية واضطراباتها هي قسم مهم جدًا في علم الأحياء الدقيقة الطبية.
لقد ثبت الآن أن الكائن الحيالشخص والكائنات الحية الدقيقة التي تعيش فيه نظام بيئي واحد... من المواقف الحديثة البكتيريا العادية يجب أن ينظر إليه على أنه مجموعة من العديد التكاثر الميكروبي ، التي تتميز بتكوين نوع معين وتحتل نمطًا حيويًا معينًا في الجسم. في أي التكاثر الميكروبيمن الضروري التمييز بين أنواع الكائنات الحية الدقيقة التي تحدث باستمرار - صفة مميزة (أصلي ، أصليفلورا) ، إضافية وعشوائية - عبور (allochthonousالنباتية). عدد الأنواع المميزة صغير نسبيًا ، لكنها دائمًا ما تكون الأكثر وفرة من الناحية العددية. يتنوع تكوين الأنواع للكائنات الحية الدقيقة العابرة ، لكنها قليلة العدد.
تمتلئ أسطح الجلد والأغشية المخاطية لجسم الإنسان بكثرة بالبكتيريا. علاوة على ذلك ، فإن عدد البكتيريا التي تعيش في الأنسجة الغشائية (الجلد والأغشية المخاطية) أكبر بعدة مرات من عدد خلايا المضيف نفسه. يمكن أن تصل التقلبات الكمية للبكتيريا في التكاثر الحيوي إلى عدة درجات من حيث الحجم بالنسبة لبعض البكتيريا ، ومع ذلك ، تتناسب مع المعايير المقبولة. يوجد التكاثر الميكروبي المتشكل ككلكمجتمع متحد سلاسل الغذاءوما يتصل بها علم الأحياء الدقيقةمحيط.
تشكل مجمل التكاثر الحيوي الميكروبي الموجود في جسم الأشخاص الأصحاء البكتيريا البشرية الطبيعية. حاليًا ، تعتبر البكتيريا الطبيعية كعضو مستقل خارج الجسم. لها بنية تشريحية مميزة ( بيوفيلم) ولها وظائف معينة. لقد وجد أن البكتيريا الطبيعية لديها أنواع عالية إلى حد ما وخصوصية واستقرار فردي.
يهدف التمثيل الغذائي البناء إلى تخليق أربعة أنواع رئيسية من البوليمرات الحيوية: البروتينات والأحماض النووية والسكريات المتعددة والدهون.
يوجد أدناه مخطط تخطيطي معمم للتخليق الحيوي للمركبات العضوية المعقدة ، حيث يتم تسليط الضوء على المراحل الرئيسية التالية: تكوين السلائف العضوية من أبسط المواد غير العضوية (I) ، والتي يتم تصنيع "اللبنات الأساسية" (II) منها في المرحلة التالية المسرح. بعد ذلك ، تشكل لبنات البناء ، التي ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط تساهمية ، بوليمرات حيوية (III): التطبيقات (الشكل رقم 3)
لا يعكس المخطط المقدم لعمليات التخليق الحيوي التعقيد الكامل لتحويل السلائف ذات الوزن الجزيئي المنخفض إلى كتل بناء ذات وزن جزيئي كبير. في الواقع ، يستمر التوليف كسلسلة من التفاعلات المتتالية مع تكوين العديد من المنتجات الأيضية الوسيطة. بالإضافة إلى ذلك ، تختلف مستويات تطوير قدرات التخليق الحيوي للكائنات الحية الدقيقة اختلافًا كبيرًا. في بعض الميكروبات ، يشمل التمثيل الغذائي البناء جميع المراحل الموضحة في الرسم البياني ، وفي حالات أخرى يقتصر على المرحلة الثانية والثالثة أو المرحلة الثالثة فقط. هذا هو السبب في أن الكائنات الحية الدقيقة تختلف بشكل حاد عن بعضها البعض في احتياجاتها الغذائية. ومع ذلك ، فإن التركيب الأولي للغذاء هو نفسه لجميع الكائنات الحية ويجب أن يشمل جميع المكونات التي تتكون منها المادة الخلوية: الكربون ، والنيتروجين ، والهيدروجين ، والأكسجين ، إلخ.
اعتمادًا على مصادر الكربون المستخدمة في التبادل البناء ، يتم تقسيم الكائنات الحية الدقيقة إلى مجموعتين: ذاتية التغذية وغيرية التغذية.
تستخدم Autotrophs (من "السيارات" اليونانية - نفسها ، "التروبي" - الغذاء) ثاني أكسيد الكربون كمصدر وحيد للكربون ومن هذا المركب السلائف غير العضوي البسيط يقومون بتجميع جميع البوليمرات الحيوية الضرورية. تتمتع Autotrophs بأعلى قدرة على التخليق الحيوي.
الكائنات غيرية التغذية (من اليونانية "مغاير" - أخرى) تحتاج إلى مصادر الكربون العضوية. احتياجاتهم الغذائية متنوعة للغاية. يتغذى بعضها على نفايات الكائنات الحية الأخرى أو استخدام الأنسجة النباتية والحيوانية الميتة. تسمى هذه الكائنات الحية الدقيقة بالنباتات الرخامية (من اليونانية "سابروس" - فاسدة و "فيتون" - نبات). عدد المركبات العضوية التي يستخدمونها كمصادر للكربون كبير للغاية - وهذه هي الكربوهيدرات والكحوليات والأحماض العضوية والأحماض الأمينية وما إلى ذلك. تقريبًا يمكن استخدام أي مركب طبيعي بواسطة نوع أو آخر من الكائنات الحية الدقيقة كمصدر للتغذية أو الطاقة.
لتخليق البروتينات الخلوية ، تحتاج الكائنات الحية الدقيقة إلى النيتروجين. فيما يتعلق بمصادر تغذية النيتروجين بين الكائنات الحية الدقيقة ، يمكن التمييز بين المواد الغذائية الذاتية والتغذية غير المتجانسة. الأول قادر على استخدام النيتروجين غير العضوي (الأمونيوم ، النترات ، الجزيئي) أو أبسط أشكال العضوية (اليوريا) ومن هذه المركبات تبني مجموعة متنوعة من البروتينات في الجسم. في هذه الحالة ، يتم تحويل جميع أشكال النيتروجين أولاً إلى شكل الأمونيوم. يتحول هذا الشكل الأكثر انخفاضًا من النيتروجين بسهولة إلى مجموعة أمينية. تحتاج الأحماض الأمينية المتغايرة إلى أشكال عضوية من النيتروجين - البروتينات والأحماض الأمينية. بعضها يتطلب مجموعة كاملة من الأحماض الأمينية ، والبعض الآخر ينتج مركبات البروتين الضرورية من واحد أو اثنين من الأحماض الأمينية عن طريق تحويلها.
العديد من الكائنات الحية الدقيقة غيرية التغذية فيما يتعلق بالكربون هي ذاتية التغذية. وتشمل هذه البكتيريا المشاركة في معالجة مياه الصرف الصحي.
يتم تلبية الحاجة إلى الأكسجين والهيدروجين من أجل التمثيل الغذائي البناء من قبل الكائنات الحية الدقيقة على حساب الماء والمغذيات العضوية. مصادر عناصر الرماد (P ، S ، K ، Mg ، Fe) هي الأملاح المعدنية المقابلة. الحاجة إلى هذه العناصر صغيرة ، لكن الوجود في البيئة إلزامي. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر العناصر الدقيقة - الزنك ، والكوبالت ، والنحاس ، والنيكل ، وما إلى ذلك ضرورية لعمل الميكروبات بشكل طبيعي. جزء منها جزء من التغذية الطبيعية للميكروبات ، ويتم امتصاص جزء منها من الأملاح المعدنية.
طرق الحصول على الغذاء ، أي طرق تغذية الكائنات الحية الدقيقة ، متنوعة للغاية. هناك ثلاث طرق رئيسية للتغذية: الكوليوفيت ، السابروزويك ، والهولوزويك.
التغذية Holophytic (من اليونانية "holo" - ككل ، "fit" - نبات) تحدث وفقًا لنوع التمثيل الضوئي للنباتات. هذه التغذية متأصلة فقط في ذاتية التغذية. من بين الكائنات الحية الدقيقة ، تتميز هذه الطريقة بالطحالب والأشكال الملونة من الجلد وبعض البكتيريا.
تتغذى الكائنات الدقيقة غير المتجانسة إما على جزيئات الطعام الصلبة أو تمتص المواد العضوية الذائبة.
تحدد التغذية Holozoic مسبقًا تطور عضيات خاصة في الكائنات الحية الدقيقة لهضم الطعام ، وفي البعض الآخر - لالتقاطه. على سبيل المثال ، تحتوي الأهداب المهدبة وغير الملونة على فتحة في الفم ، يتم تعديل الطعام إليها بواسطة الأسواط أو الأهداب ، على التوالي. تشكل الأهداب الأكثر تنظيمًا تيارًا من الماء على شكل قمع يوجهه الطرف الضيق إلى الفم بواسطة الأهداب المحيطة بالفم. تستقر جزيئات الطعام في قاع القمع وتبتلعها الشركات العملاقة. تسمى هذه الشركات العملاقة بالمرسبات. تتغذى الأميبات عن طريق البلعمة.
تستخدم الكائنات الحية الدقيقة ذات الطريقة الحلزونية للتغذية من أجل التمثيل الغذائي البناء بشكل أساسي السيتوبلازم للكائنات الأخرى - البكتيريا والطحالب وما إلى ذلك ولديها عضيات خاصة للهضم. تتم عملية الهضم في البروتوزوا في فجوات الجهاز الهضمي.
يتكون الهضم من التحلل المائي للمواد العضوية المعقدة إلى مركبات أبسط. في هذه الحالة ، تتحلل الكربوهيدرات إلى السكريات البسيطة ، وتتحول البروتينات إلى الأحماض الأمينية ، وخلال التحلل المائي للدهون ، يتم تكوين الجلسرين والأحماض الدهنية الأعلى. يتم امتصاص منتجات الهضم في السيتوبلازم وتخضع لمزيد من التحول.
لا تحتوي البكتيريا والفطريات المجهرية والخميرة على عضيات خاصة لالتقاط الطعام ، وهي تدخل الخلية من خلال السطح بأكمله. تسمى طريقة الأكل هذه بالسابروزويك.
لدخول الخلية ، يجب أن تكون العناصر الغذائية في حالة مذابة ولها الحجم الجزيئي المناسب. بالنسبة للعديد من المركبات عالية الجزيئات ، يكون الغشاء السيتوبلازمي غير منفذ ، وبعضها لا يستطيع حتى اختراق غشاء الخلية. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن الكائنات الحية الدقيقة لا تستخدم المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي كمواد مغذية. تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتجميع إنزيمات الجهاز الهضمي خارج الخلية التي تعمل على تحلل المركبات المعقدة. وهكذا ، فإن عملية الهضم ، التي تحدث في الأوالي في فجوات ، في البكتيريا تتم خارج الخلية (الملحق الشكل 4).
حجم الجزيئات ليس هو العامل الوحيد الذي يحدد تغلغل العناصر الغذائية في الخلية.
الغشاء السيتوبلازمي قادر على تمرير بعض المركبات والاحتفاظ بمركبات أخرى.
تُعرف عدة آليات لنقل المواد عبر غشاء الخلية: الانتشار البسيط ، والانتشار الميسر ، والنقل النشط (الملاحق الشكل 5).
الانتشار البسيط هو تغلغل جزيئات المادة في الخلية دون مساعدة من أي ناقلات.
في تشبع الخلية بالمغذيات ، لا يهم الانتشار البسيط كثيرًا. ومع ذلك ، بهذه الطريقة تدخل جزيئات الماء الخلية. يلعب التناضح دورًا مهمًا في هذه العملية - وهو انتشار جزيئات المذيبات من خلال غشاء شبه نافذ في اتجاه محلول أكثر تركيزًا.
يلعب الغشاء السيتوبلازمي دور الغشاء شبه النافذ في الخلية. يتم إذابة عدد كبير من جزيئات المواد المختلفة في النسغ الخلوي ، وبالتالي فإن خلايا الكائنات الحية الدقيقة لها ضغط تناضحي مرتفع إلى حد ما. تصل قيمته في العديد من الميكروبات إلى 0.5-0.8 ميجا باسكال. في البيئة ، يكون الضغط الأسموزي أقل عادة. هذا يتسبب في تدفق الماء إلى الخلية ويخلق توترًا معينًا فيها يسمى تورغور.
مع الانتشار الميسر ، تدخل المواد المذابة الخلية بمشاركة إنزيمات حاملة خاصة تسمى permeases. يبدو أنها تلتقط جزيئات المواد المذابة وتنقلها إلى السطح الداخلي للغشاء.
الانتشار البسيط والميسر هو متغيرات النقل السلبي للمواد. في هذه الحالة ، القوة الدافعة لنقل المواد إلى الخلية هي تدرج التركيز على جانبي الغشاء. ومع ذلك ، فإن معظم المواد تدخل الخلية مقابل تدرج التركيز. في هذه الحالة ، يتم إنفاق الطاقة على مثل هذا النقل ، ويسمى النقل نشطًا. يستمر النقل النشط بمشاركة بروتينات معينة ، ويقترن باستقلاب الطاقة في الخلية ويسمح بتراكم العناصر الغذائية في الخلية بتركيز أكبر بعدة مرات من تركيزها في البيئة الخارجية. النقل النشط هو الآلية الرئيسية لدخول العناصر الغذائية إلى الخلايا ذات التغذية السابروزويك.
تأمل المجموعة الأولى من الجينات. يتأكسد الإيثانول في خطوتين ، ويوجد إنزيمان رئيسيان يعملان في هاتين الخطوتين. أولاً ، تحت تأثير إنزيم الكحول ديهيدروجينيز ، يتم تحويل الإيثانول إلى أسيتالديهيد ...
علم الوراثة والكيمياء الحيوية لإدمان الكحول
يحدث تقويض الكحول الإيثيلي بشكل رئيسي في الكبد. هنا ، يتأكسد 75٪ إلى 98٪ من الإيثانول الذي يدخل الجسم. أكسدة الكحول هي عملية كيميائية حيوية معقدة ...
الهرمونات المحبة للماء وتركيبها ووظائفها البيولوجية
التخليق الحيوي. على عكس المنشطات ، فإن هرمونات الببتيد والبروتينات هي المنتجات الأساسية للتخليق الحيوي. تتم قراءة المعلومات المقابلة من DNA (DNA) في مرحلة النسخ ...
دراسة الإيقاع الحيوي الموسمي للتحول العصوي - العصوي لبكتيريا هيليكوباكتر بيلوري
تكيفت بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري بنجاح كبير مع الحياة في الظروف القاسية للمعدة البشرية. إنها سلبية الجرام ، مما يعني بالفعل وجود جدار خلوي قوي لا يمكن اختراقه. إنها قادرة على العيش في ظروف ميكرويروفيليك ...
مورفولوجيا الخميرة والتمثيل الغذائي
تنظيم عمليات التمثيل الغذائي الأولية
الخلية الحية هي نظام منظم للغاية. يحتوي على تراكيب مختلفة بالإضافة إلى إنزيمات يمكنها تدميرها. كما أنه يحتوي على جزيئات كبيرة ...
دور الببتيدات في عمل الجهاز العصبي
كما هو مذكور أعلاه ، من المعروف أن ثلاثة جزيئات بروتينية تشمل تسلسل إنكيفالين في هيكلها: proopiomelanocortin ، preproenkephalin A (proenkephalin) ، preproenkephalin B (prodinorphin). التسلسلات ...
يتم حساب أكثر من ثلثي النيتروجين الأميني للأحماض الأمينية بواسطة الغلوتامات ومشتقاته ؛ هذه الأحماض الأمينية هي السائدة من الناحية الكمية في دماغ جميع أنواع الحيوانات المدروسة. لوحظت صورة مماثلة في النخاع الشوكي ...
الأحماض الأمينية الحرة للجهاز العصبي
تعتبر الأحماض الأمينية العطرية - التربتوفان والفينيل ألانين والتيروزين - مهمة كسلائف لـ 5-هيدروكسي تريلامين والكاتيكولامينات ، والتي تلعب دورًا مهمًا للغاية في العمليات العصبية ...
هيكل ونقل الأندروجينات
توجد في الأعضاء المستهدفة مستقبلات خلوية منفصلة ومحددة للهرمونات الجنسية. من الواضح أن مستقبلات الهرمونات هذه هي المكون النسيجي لكل وظيفة من وظائف الغدد الصماء - بما في ذلك وظيفة الغدد الصماء ...
علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية لمكونات النبات
تم العثور على دورة Hatch and Slack أيضًا في النباتات النضرة. ولكن إذا تم تحقيق التعاون في مصانع C4 بسبب الفصل المكاني لدورتين (إدراج ثاني أكسيد الكربون في الأحماض العضوية في الطبقة الوسطى ، وتقليل الغمد) ...
كل المدرجة في الجدول. 1 يتم تكييف الكائنات الحية الدقيقة في التمثيل الضوئي لاستخدام الضوء في المرئي (الطول الموجي 400-700 نانومتر) والجزء القريب من الأشعة تحت الحمراء من الطيف (700-1100 نانومتر) ...
التمثيل الغذائي للطاقة من الكائنات الحية الدقيقة
من بين المسارات الثلاثة لتشكيل ATP ، فإن الفسفرة الركيزة هي الأبسط. هذا النوع من التمثيل الغذائي للطاقة هو نموذجي للعديد من البكتيريا والخميرة التي تقوم بأنواع مختلفة من التخمير ...
التمثيل الغذائي للطاقة من الكائنات الحية الدقيقة
تتلقى معظم الكائنات غيرية التغذية الطاقة في عملية التنفس - الأكسدة البيولوجية للركائز العضوية المعقدة التي هي مانحة للهيدروجين. يدخل الهيدروجين من المادة المؤكسدة في سلسلة الإنزيمات التنفسية ...
التمثيل الغذائي للطاقة من الكائنات الحية الدقيقة
تعمل أكسدة المركبات المعدنية المختزلة من النيتروجين والكبريت والحديد كمصدر للطاقة للكائنات الدقيقة ذات التغذية الكيميائية ...
على الرغم من حقيقة أن الحياة العضوية ككل هي ظاهرة معقدة للغاية ومتعددة الأوجه ، يمكن تفكيك الآليات الفردية التي تدعم وجودها إلى مكونات بسيطة تمامًا يمكن فهمها حتى بالنسبة للمبتدئين الذين يهتمون أولاً بالقضايا الميكروبيولوجية. الأيض البكتيري ينتمي إلى آليات معقدة مشروطًا ، ولكنها في الواقع آليات بسيطة جدًا.
في علم الأحياء الدقيقة ، الصورة العامة لعملية التمثيل الغذائي في أي كائن حي هي دورة من التفاعلات ، بعضها يمد الجسم بالطاقة ، بينما يقوم البعض الآخر بتزويد الجسم باستمرار بالمادة (مواد البناء التي تزود الجسم).
في هذا الصدد ، لا يختلف التمثيل الغذائي للخلية البكتيرية عن المبادئ البيولوجية العامة. علاوة على ذلك ، كانت البكتيريا هي مؤسسي الآلية التي لا تزال تعمل لضمان النشاط الحيوي للخلية الحية.
اعتمادًا على منتجات التمثيل الغذائي ، هناك نوعان منها:
لا يعني وجود التدرج الصارم أنه في مكان ما في كائن الخلية البكتيرية ، يتم تصنيع الطاقة بشكل منفصل ، ولكن يتم بناء المادة العضوية بشكل منفصل مع استهلاك الطاقة المتراكمة بالفعل. لا.
تحدث الغالبية العظمى من عمليات التمثيل الغذائي في خلية بدائية النواة في وقت واحد وتمثل دورة مغلقة. لذلك ، في عملية الهدم ، يتم تكوين المنتجات التي يتم التقاطها على الفور بواسطة الهياكل الخلوية ، ويتم تشغيل تفاعل التخليق الحيوي لبعض الإنزيمات ، والتي بدورها تنظم عمليات تخليق الطاقة.
فيما يتعلق بالركيزة ، ينقسم التمثيل الغذائي في البكتيريا إلى عدة مراحل:
هذه الخطوات مهمة لعلماء الأحياء الدقيقة لتحديد بدائيات النوى من خلال الإنزيمات التي ينتجونها في مراحل مختلفة من التمثيل الغذائي.
تتمثل خصائص التمثيل الغذائي للبكتيريا في أن الخلايا بدائية النواة لا يمكنها استخدام الأكسجين فقط ، ولكن أيضًا المركبات العضوية وغير العضوية الأخرى كمواد مؤكسدة (مصادر الطاقة والكربون). من بين المواد العضوية الموجودة على كوكب الأرض ، تمتلك البكتيريا فقط مثل هذا الوصول الواسع إلى الموارد الأولية للحفاظ على نشاطها الحيوي.
ترجع ميزات التمثيل الغذائي في البكتيريا إلى وجود نوعين من الإنزيمات (جزيئات البروتين التي تسرع التفاعلات في الخلايا الحية):
يتم إنتاج بعض الإنزيمات باستمرار من قبل الكائن الخلوي (التكويني) ، وهناك تلك التي يتم إنتاجها كرد فعل لظهور ركيزة معينة (محفزة).
يمكن إجراء استقلاب الطاقة في ممثلي المملكة البكتيرية بطريقتين بيولوجيتين مختلفتين:
يحدث التنفس الكيميائي (نقل الإلكترون من ركيزة إلى مواد داخل الخلايا) في البكتيريا بثلاث طرق:
تشمل خصائص التمثيل الغذائي في البكتيريا ثراء اختيار مستقبلات الإلكترونات الحرة ، والتي يتم إطلاقها في عملية أكسدة الركيزة ، والتي هي متأصلة فقط في عالم بدائيات النوى.
لذلك ، اعتمادًا على المادة التي تعتبر المستقبل النهائي للإلكترونات ، تختلف الأنواع التالية من التنفس اللاهوائي:
لا يعد استخدام طاقة ATP لبناء مادة خلوية أكثر من تفاعلات تخليق حيوي لإنشاء:
تحدث ردود الفعل على عدة مراحل. نتيجة للمراحل الأولية ، تتشكل جزيئات البروتين مونومرات من منتجات تحلل الجلوكوز (فوسفات البنتوز ، البيروفات ، أسيتيل CoA ، إلخ) ، والتي يتم تجميعها في جزيئات كبيرة في المراحل التالية.
الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية لبناء البروتين. يحتوي البروتين على 20 حمضًا أمينيًا ، يتم تصنيعها جميعًا بواسطة البكتيريا نفسها. يحدث هذا التوليف نتيجة 7 تفاعلات حيوية رئيسية:
تحصل المجموعة الأمينية من الأحماض الأمينية على نيتروجينها من النترات والنتريت والنيتروجين الجزيئي والأمونيا (حسب نوع البكتيريا). يتم تحويل النيتروجين غير العضوي إلى هذه المركبات العضوية قبل أن يصبح جزءًا من جزيئات البوليمر الكبيرة لحمض أميني معين.
النيوكليوتيدات هي اللبنات الأساسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي ، وكذلك للأنزيمات المساعدة (الجزيئات غير البروتينية التي تعتبر مراكز تنشيط البروتين).
إذا تمكنت البكتيريا من الوصول إلى بقايا الأحماض النووية أو النيوكليوتيدات الموجودة في الركيزة ، فإن الخلية البكتيرية ستستهلك النيوكليوتيدات الجاهزة ، وفقط في حالة عدم وجود المنتج النهائي ، تقوم البكتيريا بتوليف معقد للنواة بوليمر.
الدهون هي مواد عضوية تتكون من دهون ومواد شبيهة بالدهون ، يتم تصنيعها بواسطة البكتيريا من المستقلب الوسيط أسيتيل CoA. نتيجة للتفاعلات المعقدة باستخدام الإنزيمات ، يتم تصنيع الأحماض الدهنية ، والتي تبني البكتيريا منها جدران الخلايا وتشكل سلاسل نقل إلكترونية.
تعد حياة جسم الإنسان ظاهرة معقدة للغاية وفريدة من نوعها ، ومع ذلك ، فإن لديها مثل هذه الآليات التي تدعم وجودها وفي نفس الوقت يمكن تفكيكها وصولاً إلى أبسط المكونات التي يمكن للجميع الوصول إليها. هنا ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري أن نقول عن عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا ، والتي هي معقدة فقط بشروط ، في الواقع ، مثل عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا بسيطة للغاية. للتعرف على عملية التمثيل الغذائي للكائنات الدقيقة بالتفصيل ، يساعد علم الأحياء الدقيقة. تساعد العمليات قيد الدراسة على تشكيل أشكال جديدة من العلاج لمجموعة متنوعة من الأمراض.
إذا تحدثنا عن الصورة العامة لعملية التمثيل الغذائي البكتيرية ، فإننا نتحدث عن دورة تفاعل معينة ، وفي بعض التفاعلات تكون المهمة هي تزويد جسم الإنسان بالطاقة ، وبالنسبة للآخرين ، فهي طرق لتجديد الجسم. مع المادة ، أي في الواقع ، هم نوع من مواد البناء ... إذا تحدثنا عن عملية التمثيل الغذائي للخلايا البكتيرية ، فمن المستحيل العثور على اختلافات عن المبادئ البيولوجية للنوع العام. البكتيريا هي أساس الآلية المؤقتة لعملية حياة الخلايا الحية.
هناك نوعان من هذه العملية تعتمدان على المنتجات الأيضية:
تحدث معظم العمليات الأيضية في خلية من النوع بدائية النواة ، وهذه العملية ذات طبيعة لمرة واحدة ، كل هذا له شكل دورة مغلقة من النوع. عندما تحدث عملية التمثيل الغذائي ، تبدأ المنتجات في التكوين ، والتي تكون مصحوبة بهياكل من النوع الخلوي ، ثم يبدأ تفاعل حيوي حيوي ، تشارك فيه إنزيمات معينة ، وتنفذ عملية تخليق طبيعة نشطة. هذه الأنواع من التمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة ليست هي الوحيدة ، فهناك أنواع أخرى.
يشير استقلاب الكائنات الحية الدقيقة إلى الركيزة ، وهنا نتحدث عن عدة مراحل:
ترجع جميع ميزات هذه العملية إلى حقيقة أن هناك نوعين من الإنزيمات (نحن نتحدث عن جزيئات بروتينية يمكنها تسريع التفاعلات في البنية الخلوية:
تجدر الإشارة إلى أن هناك عددًا من الإنزيمات التي يتم إنتاجها بواسطة البنية الخلوية على أساس مستمر (الطبيعة التأسيسية) ، وهناك تلك التي تنتج في شكل تفاعل عند ظهور ركيزة معينة.
تتم هذه العملية في البكتيريا بواسطة طرق معينة من النوع البيولوجي:
إذا تحدثنا عن كيفية تنفس البكتيريا بطريقة التغذية الكيميائية ، فيمكن أن يكون هناك 3 طرق:
وتجدر الإشارة إلى أن النمو هو عملية يزداد فيها الفرد في الحجم ، أما بالنسبة لعملية التكاثر نفسها ، فهذا هو الوقت الذي يبدأ فيه السكان في الزيادة.
من الجدير بالذكر أن البكتيريا قادرة على التكاثر بطريقة يتم فيها التقسيم الثنائي ببساطة ، ولكن هذه الطريقة بعيدة كل البعد عن الطريقة الوحيدة ، فهناك أيضًا تبرعم. إذا كان للبكتيريا شكل موجب الجرام ، فهناك تكوين حاجز من جدار من النوع الخلوي وغشاء من النوع السيتوبلازمي يمكن أن ينمو إلى الداخل. إذا كانت البكتيريا سالبة الجرام ، يبدأ الانقباض في التكون ، وبعد ذلك تنقسم الخلية إلى زوج من الأفراد.
سرعة عملية التكاثر جديرة بالملاحظة ؛ يمكن أن تكون مختلفة. إذا تحدثنا عن الغالبية العظمى من البكتيريا ، فإنها تنقسم كل نصف ساعة. وهناك المتفطرات السلية ، التي تكون عملية الانقسام فيها أبطأ ، يكفي أن نقول إن الانقسام الواحد قد يستغرق 18 ساعة على الأقل. لا تنقسم اللولبيات أيضًا بسرعة ، حوالي 10 ساعات ، لذلك يمكنك أن ترى كيف يختلف التمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة.
إذا زرعت البكتيريا في وسط مغذي سائل ، وأخذت حجمًا معينًا ، ثم أخذت عينة كل ساعة ، فإن نمو البكتيريا يكون على شكل خط منحني.
تنمو هذه المواد في عدة مراحل:
في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن التمثيل الغذائي لجميع البكتيريا والميكروبات قد يكون لها اختلافات معينة ، وقد يكون هناك مجموعة متنوعة من العوامل. الخصائص الفردية لجسم الإنسان لها أهمية كبيرة. وفيما يتعلق بعملية مثل تنظيم التمثيل الغذائي ، فقد بدأوا بدراستها حتى في بدائيات النوى ، وتحديداً في بدائيات النوى (هذه هي عوامل العصا المعوية).
حتى الآن ، هناك طرق مختلفة للدراسة. إذا تمت دراسة بكتيريا الكبريت ، فإن الدراسة لها خصائصها الخاصة ، ويمكن استخدام طرق أخرى لدراسة التغيرات البكتيرية. تستحق بكتيريا الحديد ، التي تتمتع بخاصية فريدة تتمثل في أكسدة الحديد ، اهتمامًا خاصًا.
