Питание микроорганизмов, его способы. Питательные вещества: источники органогенов, факторы роста, микроэлементы. Механизмы проникновения питательных веществ в бактериальную клетку
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Питание микроорганизмов, его способы
Питание – это процесс поступления в м/о химических веществ, обеспечивающих восполнение запаса энергии, рост и развитие.
По потребностям в питательных веществах м/о делят на две группы:
прототрофы растут на простейших питательных средах, содержащих простые углеводы, источник азота и набор ионов, а все остальные жизненно важные вещества синтезируют самостоятельно;
ауксотрофы должны получать как минимум один метаболит (аминокислоту, витамин) из среды, будучи неспособными его синтезировать.
Простейшие и некоторые грибы питаются голозойным способом, то есть поглощают высокомолекулярные соединения и расщепляют их уже в своем организме.
Растения, большинство грибов и все бактерии питаются голофитным способом. При таком способе бактерия осуществляет внеклеточное пищеварение (ферменты выделяются во внешнюю среду) и контактное пищеварение (ферментами на поверхности м/о). Высокомолекулярные соединения расщепляются до низкомолекулярных, а затем уже проникают в клетку через барьеры.
Из трех возможных барьеров – капсулы, клеточной стенки и ЦПМ – наименьшей проницаемостью и наибольшей избирательностью обладает ЦПМ, которая и контролирует поступление веществ в клетку.
Питательные вещества
Из биогенных химических элементов (С, О, N, H) лимитирующими являются углерод и азот. По способности усваивать источники углерода м/о делят на две группы:
аутотрофы – из простых неорганических соединений (СО2), патогенных м/о нет;
гетеротрофы – из сложных органических соединений:
метатрофы (питаются мертвой органикой);
паратрофы (питаются в условиях живого организма);
миксотрофы умеют переключаться с автотрофного пути обмена на гетеротрофный.
По способности усваивать азот выделяют аминоаутотрофы (азотфиксирующие – из атмосферного, нитрифицирующие – из аммиака, аммонифицирующие – из солей аммония) и аминогетеротрофы.
Необходимые макроэлементы – сера, фосфор, калий, кальций, магний, натрий и хлор.
Необходимые микроэлементы – марганец, цинк, медь, кобальт, никель, молибден, железо, бор, йод, селен и др. Микроэлементы нужны бактерии в очень малых, следовых количествах. Они входят в состав некоторых ферментных систем.
Для жизнедеятельности отдельных видов бактерий необходимы и другие вещества – факторы роста. По сути это аналоги витаминов животных. К важнейшим из них относятся аминокислоты (у разных видов разные незаменимые АК), пуриновые и пиримидиновые основания, жирные кислоты (входят в состав фосфолипидов), гем и витамины (чаще группы В и К).
Механизмы проникновения питательных веществ
Питательные вещества в бактериальную клетку поступают в клетку путем активного и пассивного транспорта.
Пассивный транспорт идет по градиенту концентрации и не требует затрат энергии. Все вещества перемещаются из области более высокой концентрации в область более низкой посредством простой диффузии. Так в бактериальную клетку поступают О2, СО2, Н2.
Вода проникает в клетку посредством осмоса – движения в сторону большей осмолярности. Диффузия с участием белков-переносчиков называется облегченной диффузией. У прокариот она встречается редко.
Активный транспорт идет против градиента концентрации, с затратой энергии и контролируется геномом. Этим путем в клетку попадает большинство гидрофильных веществ (сахара, нуклеотиды, аминокислоты, антибиотики). В переносе участвуют мембранные белки-пермеазы. Пермеазы класса унипорт переносят один тип субстрата, симпорт – два типа в одном направлении, антипорт – два типа в противоположных направлениях.
Активным механизмом также является транслокация, при которой переносимые вещества одновременно модифицируются (чаще фосфорилируются). Активный везикулярный транспорт – эндо- и экзоцитоз, пиноцитоз – у прокариот встречается редко.
Полезные ссылки:
