4 Categorias de Diversidade Metabólica
Não são apenas os microrganismos extremamente difundida, mas no mundo microbiano há também um impressionante número de diferentes vias metabólicas. Sabe esta causa de os compostos que se consome e produz, assim como a partir do estudo de genes microbianos encontrados na natureza.
Recentemente, os cientistas foram capazes de sequenciar os genomas completos de muitos microrganismos, dando-lhes acesso às sequências de todos os genes presentes. Isto oferece um vislumbre do potencial metabólico de um micróbio porque saber os genes presentes podem sugerir quais as enzimas o micróbio pode fazer e usar para o seu metabolismo.
Quatro grandes categorias de diversidade metabólica incluem: a principal estratégia de coleta de energia utilizada, as estratégias para a obtenção de carbono, enzimas essenciais para o crescimento, e produtos não essenciais para a sobrevivência chamados metabólitos secundários.
obtenção de energia
Existem três fontes de energia na natureza:
produtos químicos orgânicos (aqueles que contêm ligações carbono-carbono)
produtos químicos inorgânicos (aqueles sem ligações carbono-carbono)
Leve
CRESCIMENTO QUIMIOAUTOTRÓFICO é o tipo de metabolismo, onde a energia vem de produtos químicos orgânicos, enquanto que chemolithotrophy é o tipo de metabolismo, onde a energia vem de produtos químicos inorgânicos. fototróficas envolve transformar a energia luminosa em energia metabólica em um processo chamado fotossíntese, e vem em duas formas principais:
fotossíntese aeróbica gera oxigénio e é usado pelo cianobactérias (um tipo de bactérias) e algas (um eucariota), bem como todas as plantas vivas.
fotossíntese anoxigênica não faz oxigénio e é usado pelas bactérias púrpura e verde (tipos de bactérias que vivem em ambientes aquáticos anaeróbicas).
capturar carbono
Todas as células vivas precisam de muito carbono, que faz parte de todas as proteínas, ácidos nucleicos, e estruturas celulares.
Organismos que usam carbono orgânico são chamados heterotrophs- chemorganotrophs se enquadram nesta categoria. Os organismos que utilizam o dióxido de carbono (CO2) Para as suas necessidades de carbono são chamados autotrophs- a maioria chemolithotrophs e fototróficas também são autotrophs, o que os torna produtores primários na natureza, porque eles fazem o carbono orgânico de inorgânico CO2 que é, então, disponível para si, quimiorganotrópicos, e, eventualmente, todas as formas de vida mais elevados.
Alguns organismos podem alternar entre heterotophy quando carbono orgânico está disponível e autotrofismo quando fontes alimentares executar saída estes organismos são chamados mixotrofismo.
fazendo enzimas
Alguns compostos na natureza não são degradados por microorganismos. A variedade de compostos produzidos por eles é grande e não completamente conhecidos. Seus processos metabólicos são essenciais para a ciclagem de nutrientes do meio ambiente, e eles são os principais produtores que suportam toda a outra vida na Terra.
Os micróbios são especialistas em compostos degradantes, desde o mais simples ao mais complexo e tudo mais. Eles são os únicos capazes de degradar material de planta resistente (Fibra) feita a partir de celulose (Blocos de construção utilizados pelas plantas para fazer suas paredes celulares resistentes) e lignina (blocos de construção utilizados pelas plantas para a estrutura rígida, como em madeira e palha).
Os micróbios no rume (Parte de um estômago do animal relacionado de vaca ou) de herbívoros e os intestinos dos cupins são responsáveis por digerir essas fibras vegetais resistentes. Fungos e bactérias são os mestres de produção de enzimas especiais para degradar alimentos fontes complexas (enzimas hidrolíticas), incluindo todas as formas de tecidos de plantas e animais, alguns plásticos, e até mesmo metais.
metabolismo secundário
produtos microbianos que não são produzidos como parte do metabolismo central e não são essenciais para as atividades cotidianas são chamados produtos secundários. Muitos destes produtos são compostos bioactivos úteis em interagir com outros organismos. Os antibióticos são um exemplo de um produto secundário utilizado para interagir com outros micróbios.
Alguns agentes patogénicos de plantas produzem substâncias que imitam hormonas de plantas de modo a que eles possam manipular o crescimento das plantas. Outros micróbios fazer moléculas que são úteis para comunicar com outros microrganismos, insectos e plantas.
O conhecimento do metabolismo de microorganismos pode ser utilizado numa variedade de maneiras. Uma maneira é tentar isolá-los na cultura. Isso nem sempre é fácil - há muitas lacunas no nosso conhecimento da diversidade metabólica da maioria dos microrganismos.
É relativamente fácil para recriar as condições de temperatura e oxigênio, mas, a fim de seleccionar para o organismo que você quer e selecione contra todos os outros organismos, você tem que saber uma condição específica que é necessária apenas para o seu organismo de escolha.
Aqui estão algumas outras maneiras que o conhecimento do metabolismo microbiano tem sido útil para os avanços da ciência:
enzimas microbianos são utilizados em investigação em biologia molecular. enzimas bacterianas tais como ADN-polimerase Taq (utilizados para a reprodução de sequências de ADN) e enzimas de restrição (usado para manipular fragmentos de DNA de uma forma de cut-and-paste) tornaram-se ferramentas de investigação valiosas.
Os micróbios são usados para expressar as proteínas de origem animal ou enzimas, tais como a insulina. Quando os cientistas descobrir que uma doença pode ser curada ou tratada com uma determinada proteína ou enzima, torna-se muito útil e eficiente para que eles sejam capazes de produzir em massa da molécula em micróbios.
sistemas microbianos são utilizados como parte de máquinas microscópicas em biologia sintética. Para realizar mais pesquisas, os cientistas fazem uso do que sabemos a empurrar o envelope da engenharia e genética. Os cientistas usam processos microbianos para o seu pleno potencial de criar coisas novas dentro de organismos.
processos industriais têm aproveitado a diversidade de micróbios nos alimentos, papel e celulose, mineração e indústrias farmacêuticas (para citar apenas alguns). Porque alguns microorganismos são tolerantes a condições extremas, as enzimas que produzem são úteis em ambientes industriais onde as condições podem ser duras.
Porque os cientistas não sabem toda a diversidade metabólica no mundo microbiano, eles não têm sido capazes de isolar em cultura um grande número de micróbios ambientais. Isso resultou em enormes lacunas no conhecimento sobre todos os grupos de microrganismos que existem.
O termo matéria escura microbiana foi cunhado para descrever o grande número de linhagens microbianas para que os cientistas sabem muito pouco (e na maioria dos casos, quase nada). Como a matéria escura do universo que compõe a maioria da matéria, matéria escura microbiana é enorme e provavelmente supera a biodiversidade conhecida da terra em várias ordens de magnitude.