Życie ludzkiego ciała jest zjawiskiem bardzo złożonym i unikalnym, jednak posiada ono takie mechanizmy, które wspierają jego istnienie, a jednocześnie dają się rozłożyć na najprostsze, dostępne dla każdego elementy. Tutaj przede wszystkim należy powiedzieć o metabolizmie bakterii, który jest tylko warunkowo złożony, w rzeczywistości taki proces, jak metabolizm bakterii, jest dość prosty. Nauka mikrobiologii pomaga szczegółowo poznać proces metabolizmu mikroorganizmów. Badane procesy pomagają kształtować nowe formy leczenia różnych dolegliwości.
Jeśli mówimy o ogólnym obrazie procesu metabolicznego bakterii, to mówimy o pewnym cyklu reakcji, a niektóre reakcje są odpowiedzialne za dostarczanie energii organizmowi człowieka, a inne są sposobami uzupełniania organizmu materią , czyli w rzeczywistości są rodzajem materiału budowlanego. Jeśli mówimy o metabolizmie komórek bakteryjnych, nie można znaleźć różnic w stosunku do ogólnych zasad biologicznych. Bakterie są podstawą mechanizmu wspomagającego proces życiowy żywych komórek.
Istnieją 2 rodzaje takiego procesu, które zależą od produktów metabolicznych:
- katabolizm typ destrukcyjny lub destrukcyjna reakcja. Ten rodzaj metabolizmu może być zapewniony przez oddychanie oksydacyjne. Faktem jest, że podczas procesu oddechowego do organizmu człowieka napływają pierwiastki typu oksydacyjnego, które zaczynają utleniać związki chemiczne określonego typu, gdy uwalniana jest energia ATP. Taka energia jest dostępna w komórkach w postaci wiązań typu fosforanowego.
- Anabolizm konstruktywny typ lub twórcza reakcja. Mowa o procesie biosyntezy, któremu przechodzą cząsteczki organiczne, są one niezbędne do utrzymania życia w komórce. Cały proces odbywa się jako reakcje typu chemicznego, w których biorą udział substancje i produkty typu wewnątrzkomórkowego. Takie reakcje otrzymują energię dzięki temu, że energia zmagazynowana w ATP jest zużywana.
Większość procesów typu metabolicznego zachodzi w komórce typu prokariotycznego, a proces taki ma charakter jednorazowy, wszystko to ma postać cyklu zamkniętego. Kiedy zachodzi proces metaboliczny, zaczynają tworzyć się produkty, którym towarzyszą struktury typu komórkowego, następnie rozpoczyna się reakcja biosyntezy, w której biorą udział określone enzymy, przeprowadzające proces syntezy o charakterze energetycznym. Te typy metabolizmu drobnoustrojów nie są jedyne, są też inne.
Metabolizm mikroorganizmów odnosi się do podłoża, tutaj mówimy o kilku etapach:
- etap peryferyjny gdy substrat jest przetwarzany przez enzymy wytwarzane przez bakterie;
- etap pośredni kiedy w komórce zaczynają być syntetyzowane produkty typu pośredniego;
- Ostatni etap- rozpoczyna proces uwalniania produktów końcowych do otaczającego go środowiska.
Wszystkie cechy tego procesu wynikają z faktu, że istnieją dwa rodzaje enzymów (mówimy o cząsteczkach typu białkowego, które mogą przyspieszać reakcje w strukturze komórkowej:
- Przede wszystkim należy powiedzieć o egzoenzymach, które są cząsteczkami typu białkowego, gdy komórka zaczyna być wytwarzana na zewnątrz, a zewnętrzny substrat rozpoczyna proces niszczenia cząsteczek pierwotnego typu.
- Osobno mówimy o endoenzymach, które są również cząsteczkami typu białkowego, które działają wewnątrz komórki, a następnie rozpoczyna się wspólna reakcja z cząsteczkami substratu, które pochodzą z zewnątrz.
Należy zauważyć, że istnieje szereg enzymów, które są produkowane przez strukturę komórkową na bieżąco (o charakterze konstytutywnym), a także takie, które realizują produkcję w postaci reakcji na pojawienie się określonego substratu .
Metabolizm typu energetycznego
Taki proces w bakteriach odbywa się w określony sposób typu biologicznego:
- Pierwszy sposób to chemotroficzny, gdy energia jest pozyskiwana w trakcie reakcji chemicznych.
- Drugi sposób to fototroficzny (tutaj mówimy o energii fotosyntezy).
Jeśli mówimy o tym, jak bakterie oddychają w sposób chemotroficzny, mogą istnieć 3 sposoby:
- utlenianie charakteru tlenu;
- utlenianie bez użycia tlenu;
- proces fermentacji.
Cechy metabolizmu bakterii
- Takie procesy charakteryzują się niezwykłą szybkością i intensywnością. W ciągu zaledwie jednego dnia jedna bakteria jest w stanie przetworzyć taką ilość składników odżywczych, która 40 razy przekracza własną wagę!
- Do wszelkich warunków zewnętrznych nawet najbardziej niesprzyjające bakterie przystosowują się bardzo szybko.
- Jeśli chodzi o proces odżywiania, zachodzi on przez całą powierzchnię komórki. Warto zauważyć, że prokarioty nie mogą połykać składników odżywczych, nie są w stanie być trawione wewnątrz struktury komórkowej, ich podział odbywa się poza komórką, obserwuje się również chemosyntezę sinic.
Jak mikroorganizmy rosną i rozmnażają się?
Należy zauważyć, że wzrost jest procesem, w którym osobnik zwiększa się, a jeśli chodzi o sam proces reprodukcji, to wtedy zaczyna rosnąć populacja.
Warto zauważyć, że bakterie są w stanie rozmnażać się w taki sposób, że rozszczepienie binarne jest po prostu przeprowadzane, jednak ta metoda nie jest jedyna, istnieje również pączkowanie. Jeśli bakterie mają postać Gram-dodatnią, wówczas powstaje przegroda ze ściany komórkowej i błony typu cytoplazmatycznego, która jest zdolna do wzrostu do wewnątrz. Jeśli bakterie są Gram-ujemne, zaczyna się tworzyć zwężenie, po czym komórka dzieli się na kilka osobników.
Na uwagę zasługuje szybkość procesu hodowlanego, może być różna. Jeśli mówimy o ogromnej większości bakterii, dzielą się one co pół godziny. A są prątki gruźlicy, których proces podziału jest wolniejszy, wystarczy powiedzieć, że na jeden podział może to zająć co najmniej 18 godzin. Krętki również nie dzielą się szybko, około 10 godzin, więc można zobaczyć, jak różni się metabolizm mikroorganizmów.
Jeśli zasiejesz bakterie w płynnej pożywce, pobierając określoną objętość, a następnie co godzinę pobierasz próbkę, to wzrost bakterii ma postać zakrzywionej linii.
Takie substancje rosną w kilku fazach:
- faza utajona, w której bakterie mają zdolność szybkiego przystosowania się do środowiska żywieniowego, a ich liczba nie wzrasta;
- logarytmiczna faza wzrostu, kiedy liczba bakterii zaczyna rosnąć wykładniczo;
- faza wzrostu typu stacjonarnego, kiedy pojawia się tyle nowych substancji, ile umierają, a żywe mikroorganizmy pozostają stałe, wszystko to może osiągnąć maksymalny poziom. Używa się tutaj terminu takiego jak M-koncentracja, jest to wartość charakterystyczna dla wszystkich typów bakterii;
- faza umierania to proces, w którym liczba martwych komórek staje się większa niż liczba żywych komórek. Dzieje się tak, ponieważ produkty przemiany materii gromadzą się w organizmie, a środowisko jest zubożone.
Podsumowując, należy zauważyć, że metabolizm wszystkich bakterii i drobnoustrojów może mieć pewne różnice; może tu mieć miejsce wiele różnych czynników. Ogromne znaczenie mają indywidualne cechy ludzkiego ciała. Jeśli chodzi o taki proces, jak regulacja metabolizmu, zaczęto go badać nawet u prokariotów, a konkretnie u prokariotów (są to operony jelita grubego).
Do chwili obecnej istnieje wiele metod badawczych. Jeśli badane są bakterie siarkowe, to badanie ma swoje własne cechy i można zastosować inne metody do badania zmian bakteryjnych. Na szczególną uwagę zasługują bakterie żelaza, które mają unikalną cechę utleniania żelaza.