Περιεχόμενο
- Heterotrophs και Autotrophs
- Πηγή ενέργειας φωτός
- Χημική Πηγή Ενέργειας
- Δομή κυττάρων βακτηρίων
- Θρεπτική πρόσληψη
Παρά τη φήμη τους ως παθογόνων που προκαλούν ασθένεια, πολλά βακτήρια διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στα οικοσυστήματα απλά με τη διατροφή και το μεταβολισμό οργανικών και ανόργανων μορίων στο περιβάλλον τους. Οι συνεισφορές τους περιλαμβάνουν την απελευθέρωση των θρεπτικών συστατικών που αποθηκεύονται σε οργανικό υλικό κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης, διασπώντας τα τρόφιμα στο έντερο των ζώων κατά την πέψη, τον καθορισμό του αζώτου στο έδαφος με τη μετατροπή του Ν2 το αέριο στην αμμωνία, καθιστώντας διαθέσιμα τα θρεπτικά συστατικά για να φυτέψουν ρίζες στο έδαφος και να απελευθερώσουν οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Δύο παράγοντες καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο αποκτούν τα θρεπτικά συστατικά τα βακτήρια: την ικανότητα να παράγουν τα δικά τους τρόφιμα ή την εξάρτηση από την κατανάλωση προσχηματισμένων οργανικών μορίων και, δεύτερον, τον τύπο ενέργειας που χρειάζονται για να εμφανιστούν αυτές οι χημικές αντιδράσεις.
Heterotrophs και Autotrophs
Δύο γενικά μέσα επιτρέπουν την προμήθεια τροφής για όλους τους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων: ετερότροφα και αυτοτροφικά. Οι ετερότροφοι πρέπει να καταναλώνουν οργανικό υλικό, όπως γλυκόζη, έξω από το κύτταρο για να αποκτήσουν ενέργεια. Αυτό συμβαίνει με την άμεση κατανάλωση άνθρακα με τη μορφή μορίων υδατανθράκων. Οι αυτοτροφοί λαμβάνουν θρεπτικά συστατικά παράγοντας τα δικά τους οργανικά υλικά όταν λαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα και μετατρέπουν τους σε υδατάνθρακες.
Πηγή ενέργειας φωτός
Τα βακτήρια απαιτούν μια εξωτερική πηγή ενέργειας με τη μορφή ελαφριάς ενέργειας ή χημικής ενέργειας για να τροφοδοτήσουν το μεταβολισμό τους, ο οποίος είναι ένας άλλος παράγοντας που καθορίζει τη μέθοδο τροφοδοσίας τους. Τα φωτοτράφη είναι βακτηρίδια που χρησιμοποιούν φωτεινή ενέργεια. Τόσο τα φωτοετεροτροφικά όσο και τα φωτοκύτταρα απαιτούν το φως του ήλιου. Τα φωτοθετεροτροφικά χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για να παρέχουν ενέργεια και να καταναλώνουν οργανικές ενώσεις από το περιβάλλον τους για την πηγή άνθρακα τους. Τα φωτοαυτότροφα, όπως τα κυανοβακτήρια, χρησιμοποιούν ενέργεια φωτός υπό μορφή ηλιακού φωτός και διοξειδίου του άνθρακα από το περιβάλλον τους και χρησιμοποιούν τα δύο για να παράγουν υδατάνθρακες μέσω της διαδικασίας φωτοσύνθεσης.
Χημική Πηγή Ενέργειας
Αντί του ηλιακού φωτός, μερικά βακτήρια βασίζονται σε αντιδράσεις με ανόργανες χημικές ενώσεις για την πηγή ενέργειας τους. Τα βακτήρια που τροφοδοτούνται με χημική ενέργεια είναι γνωστά ως χημειοτρόφη. Οι χημειοετεροτρόποι χρησιμοποιούν οργανικές ή ανόργανες ενώσεις ως πηγή ενέργειας. Όπως και τα φωτοετεροτροφικά, πρέπει επίσης να καταναλώνουν υδατάνθρακες με τη μορφή οργανικών ενώσεων. Τα χημειοατοτρόφια χρησιμοποιούν χημική ενέργεια για να παράγουν υδατάνθρακες από διοξείδιο του άνθρακα σε μια χημική σύνθεση χηλής.
Δομή κυττάρων βακτηρίων
Τα βακτηριακά κύτταρα δεσμεύονται από ένα κυτταρικό περίβλημα που αποτελείται από μια εσωτερική κυτταροπλασματική μεμβράνη και ένα εξωτερικό κυτταρικό τοίχωμα. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι άκαμπτο και, όπως το κυτταρικό τοίχωμα στα φυτικά κύτταρα, δίνει τα βακτήρια στο σχήμα τους. Σε αντίθεση με τα φυτά, τα ζώα, τα αντισταστίδια ή τα μύκητα, τα βακτηρίδια δεν έχουν οργανίδια με δεσμούς μεμβράνης ή πυρήνα. Η έλλειψη οργανιδίων εμποδίζει τα βακτηρίδια να απορροφούν σωματίδια μέσω ενδοκυττάρωσης ή φαγοκυττάρωσης, τεχνικές που χρησιμοποιούνται από ευκαρυωτικά κύτταρα για να περιβάλλουν εξωτερικά υλικά και να τα φέρουν στο κύτταρο.
Θρεπτική πρόσληψη
Τα βακτήρια βασίζονται στη διάχυση για να μεταφέρουν μόρια μέσα στο κύτταρο μέσω της κυτταροπλασματικής μεμβράνης. Τα βακτήρια εκκρίνουν επίσης ένζυμα για να διαλύσουν μόρια έξω από το κύτταρο για να τους επιτρέψουν να περάσουν μέσω της μεμβράνης μέσω διάχυσης, μια διαδικασία όπου τα μόρια μετακινούνται από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Μερικές φορές η απλή διάχυση χρειάζεται βοήθεια από πρωτεΐνες για να επιτρέψει τη διέλευση των μορίων στο κύτταρο, μια διαδικασία που ονομάζεται διευκολυνόμενη διάχυση. Μια άλλη μέθοδος - η ενεργή μεταφορά - απαιτεί ενέργεια για τη μεταφορά μορίων για να ξεπεραστεί η κλίση της συγκέντρωσης και να επιτραπεί στα σωματίδια να διέλθουν μέσω της μεμβράνης.