Аэробный организм

Аэробные и анаэробные бактерии можно идентифицировать, выращивая их в пробирках с тиогликолятным бульоном :
1: Облигатным аэробам необходим кислород, поскольку они не могут ферментировать или дышать анаэробно. Они собираются в верхней части трубки, где концентрация кислорода самая высокая.
2: Облигатные анаэробы отравлены кислородом, поэтому они собираются на дне пробирки, где концентрация кислорода наименьшая.
3. Факультативные анаэробы могут расти как с кислородом, так и без него, поскольку они могут метаболизировать энергию аэробно или анаэробно. Они собираются в основном вверху, потому что аэробное дыхание генерирует больше АТФ, чем ферментация или анаэробное дыхание.
4. Микроаэрофилам необходим кислород, поскольку они не могут ферментировать или дышать анаэробно. Однако они отравлены высокими концентрациями кислорода. Они собираются в верхней части пробирки, а не на самом верху.
5. Аэротолерантным организмам не требуется кислород, поскольку они метаболизируют энергию анаэробно. Однако в отличие от облигатных анаэробов они не отравляются кислородом. Их можно найти равномерно распределенными по всей пробирке.

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

Типы

Облигатным аэробам для роста необходим кислород. В процессе, известном как клеточное дыхание , эти организмы используют кислород для окисления субстратов (например, сахаров и жиров ) и выработки энергии . ^[6]
Факультативные анаэробы используют кислород, если он доступен, но также имеют анаэробные методы производства энергии. ^[7]
Микроаэрофилам необходим кислород для производства энергии, но им вредит концентрация кислорода в атмосфере (21% O ₂ ). ^[6]
Аэротолерантные анаэробы не используют кислород, но не наносят ему вреда. ^[6]

Когда организм способен выживать как в кислородной, так и в анаэробной среде, использование эффекта Пастера позволяет 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 на богатых кислородом, так и на 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 сводку того, что происходит в трех сериях биохимических реакций: гликолизе , цикле Кребса (также известном как цикл лимонной кислоты ) и окислительном фосфорилировании .

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂ + 38 АДФ + 38 фосфат → 6 CO ₂ + 44 H ₂ O + 38 АТФ

При окислительном фосфорилировании АТФ синтезируется из АДФ и фосфата с помощью АТФ-синтазы. АТФ-синтаза приводится в действие протондвижущей силой, создаваемой за счет использования энергии, генерируемой цепью 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 митохондриях эукариот в . ^[3]

Аэробному дыханию необходим кислород, _{поскольку} он действует как конечный акцептор электронов в цепи переноса электронов у прокариот. В этом процессе молекулярный кислород восстанавливается до воды. ^[9]

См. также

Ссылки

^ «аэроб» в Медицинском словаре Дорланда.
^ Кронек ПМ, Соса Торрес МЭ, 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 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Морелли А.М., Равера С., Панфоли I (октябрь 2020 г.). «Аэробный митохондриальный синтез АТФ с комплексной точки зрения» . Открытая биология . 10 (10): 200224. doi : 10.1098/rsob.200224 . ПМЦ 7653358 . ПМИД 33081639 .
^ Ву К.Дж. (28 июля 2020 г.). «Эти микробы, возможно, выжили 100 миллионов лет под морским дном. Спасенные из своих холодных, тесных и бедных питательными веществами домов, бактерии проснулись в лаборатории и начали расти» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 31 июля 2020 г.
^ Мороно И., Ито М., Хосино Т., Терада Т., Хори Т., Икехара М. и др. (июль 2020 г.). «Аэробная микробная жизнь сохраняется в кислородных морских отложениях возрастом 101,5 миллиона лет» . Природные коммуникации . 11 (1): 3626. Бибкод : 2020NatCo..11.3626M . дои : 10.1038/s41467-020-17330-1 . ПМЦ 7387439 . ПМИД 32724059 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Тодар К. «Питание и рост бактерий». Интернет-учебник по бактериологии Тодара . п. 4 . Проверено 24 июля 2016 г.
^ Хентгес диджей (1996). «17: Анаэробы: Общая характеристика». У барона С. (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Галвестон, Техас: Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 9780963117212 . ПМИД 21413255 . Проверено 24 июля 2016 г.
^ Чаухан Б.С. (2008). Основы биохимии и биофизики . Публикации Лакшми. п. 530. ИСБН 978-8131803226 .
^ Борисов Виталий Б.; Верховский Михаил И. (23 октября 2015 г.). Стюарт, Вэлли (ред.). «Кислород как акцептор» . ЭкоСал Плюс . 6 (2): ecosalplus.ESP–0012–2015. doi : 10.1128/ecosalplus.ESP-0012-2015 . ISSN 2324-6200 . ПМИД 26734697 .

[1] «аэроб» в Медицинском словаре Дорланда.

[2] Кронек ПМ, Соса Торрес МЭ, 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 .

[:0-3] Перейти обратно: ^а ^б Морелли А.М., Равера С., Панфоли I (октябрь 2020 г.). «Аэробный митохондриальный синтез АТФ с комплексной точки зрения» . Открытая биология . 10 (10): 200224. doi : 10.1098/rsob.200224 . ПМЦ 7653358 . ПМИД 33081639 .

[NYT-2200728-4] Ву К.Дж. (28 июля 2020 г.). «Эти микробы, возможно, выжили 100 миллионов лет под морским дном. Спасенные из своих холодных, тесных и бедных питательными веществами домов, бактерии проснулись в лаборатории и начали расти» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 31 июля 2020 г.

[NC-20200728-5] Мороно И., Ито М., Хосино Т., Терада Т., Хори Т., Икехара М. и др. (июль 2020 г.). «Аэробная микробная жизнь сохраняется в кислородных морских отложениях возрастом 101,5 миллиона лет» . Природные коммуникации . 11 (1): 3626. Бибкод : 2020NatCo..11.3626M . дои : 10.1038/s41467-020-17330-1 . ПМЦ 7387439 . ПМИД 32724059 .

[Todar-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Тодар К. «Питание и рост бактерий». Интернет-учебник по бактериологии Тодара . п. 4 . Проверено 24 июля 2016 г.

[Hentges-7] Хентгес диджей (1996). «17: Анаэробы: Общая характеристика». У барона С. (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Галвестон, Техас: Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 9780963117212 . ПМИД 21413255 . Проверено 24 июля 2016 г.

[Chauhan-8] Чаухан Б.С. (2008). Основы биохимии и биофизики . Публикации Лакшми. п. 530. ИСБН 978-8131803226 .

[9] Борисов Виталий Б.; Верховский Михаил И. (23 октября 2015 г.). Стюарт, Вэлли (ред.). «Кислород как акцептор» . ЭкоСал Плюс . 6 (2): ecosalplus.ESP–0012–2015. doi : 10.1128/ecosalplus.ESP-0012-2015 . ISSN 2324-6200 . ПМИД 26734697 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]