طبقه بندی متابولیکی میکروارگانیسم ها

فرمت: pdf   تعداد صفحات: 19

فهرست:

• فتوتروف ها
• شیمیو تروف ها
• پدیده رشد میکروبی
• پارامترهای فیزیکی و شیمیایی موثر بر رشد میکروبی
• پدیده مرگ و میر میکروبی
• آنزیم ها
• طبقه بندی و اصول کلی واکنش آنزیمی
• سنتیک واکنش آنزیمی
• مهارکننده های برگشت پذیر
• متابولیسم میکروبی
• واکنش های کاتابولیکی و آنابولیکی و آنابولیسم
• و …

عناصر اصلی که در ترکیب یک سلول میکروبی وارد می شوند عبارتند از : کربن، اکیسژن، نیتروژن، هیدروژن، فسفر و گوگرد. نوترینت های ضروری دیگر برای بیوسنتز اجزاء سلولی شامل:

1. کاتیونها (Fe⁺²,K⁺,Na⁺,Mg⁺²,Ca⁺²)
2. آنیونها (نظیر ^–SO₄^-2,Cl)
3. عناصر جزئی (نظیر Se ، Ni, Mo, ZN, Cu, Mn, Co) که به عنوان کوفاکتور در ساختمان چند آنزیم بکار میروند.
4. فاکتورهای رشد نظیر ویتامین ها (مثل ریبوفلاوین، تیامین، نیاسین، ویتامین B12، اسیدفولیک، بیوتین، ویتامین B6) و اسیدهای آمینه ضروری و پورین ها می باشند.

میکروارگانیسم ها برای بقاء و رشد به یک منبع کربن (Cop یا کربن آلی) و یک منبع انرژی (نور یا انرژی حاصل از اکسیداسیون ترکیبات شیمیایی آلی و غیرالی) نیازمند هستند. بطور کلی تقسیم بندی متابولیکی میکروارگانیسم ها بر مبنای دو معیار شامل منبع انرژی و منبع کربن انجام می پذیرد.

فتوتروف ها: (Phototroph)

این دسته از میکروارگانیسم ها از نور به عنوان منبع انرژی استفاده میکنند و خود به دو زیر مجموعه تقسیم می شوند: ۱) فتواتوتروف و ۲) فتوهتروتروف

فتواتوتروف

این موجودات از Co2 به عنوان منبع کربن و از H2O , H2S ، H2 به عنوان دهنده الکترون استفاده می نماید. این گروه شامل جلبک ها، سیانوباکترها (جلبک های سبز – آبی) و باکتری های فتوسنتتیک (که باکتری های فتوتروفیک نیز نامیده می شوند) می باشد. باکتری های فتوسنتیک، فتوسنتز آنوکسیک (۳) انجام داده و عمده آنها نیازمند شرایط بیهوازی هستند. برای سیانوباکترها و جلبک هاء دهنده الکترون H2O است و حال آنکه برای باکتری های فتوسنتتیک، دهنده الکترون H2S است. تقریبا ۶۰ گونه باکتری فتوتروفیک وجود دارد که بطور عمده به انواع باکتری های ارغوانی و سبز تقسیم می شوند. واکنش فتوسنتز هوازی و آنوکسیک در زیر آورده شده است:

6CO₂ +2H₂O → C₆H₁₂O₆ +6H₂O+6O₂

12H₂+6Co₂ → C₆H₁₂O₆+6H₂O+12s

بنابراین باکتریهای ارغوانی و سبز سولفور از H2S به عنوان دهنده الکترون استفاده میکنند.

فتوهتروتروف (فتوارگانوتروف) (Photoorganotrophs)

این گروه تمامی هتروتروف های اختیاری را که از نور به عنوان منبع انرژی و از ترکیبات آلی به عنوان منبع کربن و دهنده الکترون استفاده میکنند، در بر می گیرد. باکتری های ارغوانی غیر سولفور، نظیر Rhodospirillaceae، از ت رکیبات آلی به عنوان دهنده های الكترون استفاده می کنند.

شیمیوتروف ها

این میکروارگانیسم ها، انرژی مورد نیاز خود را از طریق اکسیداسیون ترکیبات غیرآلی یا آلى بدست می آورند. این گروه خود به دو زیر مجموعه تقسیم می شوند که شامل شیمیواتوتروف (ليتوتروف) و هتروتروف ها می باشند.

ليتوتروف ها (شیمیواتوتروف ها)

لیتوتروف ها از CO2 به عنوان منبع کربن (Carbon Fixation) استفاده می کنند و انرژی مورد نیاز خود را از طریق اکسیداسیون ترکیبات غير آلی نظير Fe+2 ، SH2 , No2 و NH4 یا H2 بدست می آورند. عمده این میکروارگانیسم ها از نوع هوازی هستند. مثال هایی از این دسته در ادامه آورده شده است:

1- باکتری های نیتریفایر (Nitrifying bacteria):

این باکتری ها بطور گسترده ای در خاک، آب و فاضلاب توزیع شده و سبب اکسیداسیون آمونیوم به نیترات می شوند.

NH₄⁺ → No₂ → No₃

٢- باکتری های اکسید کننده سولفور (Sulfur – oxidizing bacteria): این باکتری ها از SH2، گوگرد عنصری (S0) یا تيوسولفات (S₂O₃^-2) به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند. آنها قادر به رشد در محیط های خیلی اسیدی (2≥pH) هستند. اکسیداسیون عنصر گوگردی به سولفات به صورت زیر است:

S+3O₂ +2H₂O → 2H₂SO₄  + انرژی

٣- باکتری های آهن (Iron bacteria)

باکتری هایی اسید دوست (Acidophilic) هستند، که انرژی مورد نیاز خود را از طریق اکسیداسیون 2+Fe به 3+Fe بدست می آورند و از طرفی قادر به اکسیداسیون سولفور (مثل تیوباسیلوس فرواکسیدانس) نیز هستند. از جمله دیگر باکتری های آهن که در PH خنثی آهن فرو را اکسید میکنند، اسفار وتیلوس ناتانس، لپتوتریکس، کرنوتریکس، کلونوتریکس و گالیونلا هستند. باکتری های فیلامنتوس لپتوتریکس و کرنوتریکس سبب رسوب آهن بصورت 3(Fe(oH و تشکیل لایه های بیولوژیکی زرد تا قرمز رنگ می شوند که در نهایت سبب قرمز شدن رنگ آنها می شوند.

۴- باکتری ها هیدروژن (hydrogen bactria)

این باکتریها (نظیر هیدروژنوموناس) از H2 به عنوان منبع انرژی و از Co2 به عنوان منبع کربن استفاده می کنند. اکسیداسیون هیدروژن توسط آنزیم هیدروژناز کاتالیز می شود. این باکتری ها در واقع لیتوتروف های اختیاری هستند، از آنجائیکه در حضور ترکیبات آلی نیز قادر به رشد هستند.

هتروتروف ها یا ارگانوتروف ها یا شیمیو ارگانوتروف ها یا شیمی و هتروتروف ها

این گروه غالب ترین دسته در بین میکروارگانیسم ها بوده و بطور عمده شامل باکتری ها، قارچ ها و پروتوزوئرها است. میکروارگانیسم های هتروتروفیک انرژی مورد نیاز خود را از طریق اکسیداسیون مواد آلی بدست می آورند. مواد آلی هم به عنوان منبع کربن و هم منبع انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. باکتری های بیماریزا نیز جزو این گروه هستند. این دسته بیشترین اهمیت را در سیستم های تصفیه فاضلاب ایفا می کنند (بدلیل مصرف مواد آلی).

تقسیم بندی کلی میکروارگانیسم ها بر اساس منبع کربن و انرژی در جدول زیر آورده شده است:

جدول ۱. طبقه بندی متابولیکی میکروارگانیسم ها

عامل تفکیک باکتری های اتوتروف از هتروتروف در منبع کربن و عامل تفکیک باکتری های فتوتروف و شیمیوتروف در منبع انرژی است.

نکته: دسته ای از باکتریها تحت عنوان پاراتروفیک که عمدتا از انواع بیماریزا هستند به موادی نظیر پروتنین نیاز دارند. از آنجائی که این باکتری ها برای تغذیه خود به وجود میزبان زنده وابسته هستند، از این رو به باکتری های پارازیت معروف هستند. همچنین به میکروارگانیسم های که کربن مورد نیاز خود را از مواد در حال فساد و پوسیده بدست می آورند ساپروفیت و آنهایی که کربن خود را از مواد داخل سلول زنده بدست می آورند پاتوژن می گویند.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ میکروارگانیسم ها و خطرات آلودگی میکروبی مواد غذایی

⇐ شاخص های میکروبی آلودگی مدفوعی آب

⇐ پاتوژن ها و پارازیت ها در فاضلاب های خانگی