Fototrof (Metabolisme Prokariota): Apa itu?

Meskipun mereka mungkin tampak sangat berbeda atau bahkan kurang canggih pada pandangan pertama, prokariota memiliki setidaknya satu kesamaan dengan semua organisme lain: mereka membutuhkan bahan bakar untuk memberi kekuatan pada hidup mereka. Prokariota, yang mencakup organisme dalam domain Bakteri dan Archaea, sangat beragam dalam hal metabolisme, atau reaksi kimia yang digunakan organisme untuk menghasilkan bahan bakar.

Misalnya, satu kategori prokariota, yang disebut ekstrimofil, berkembang dalam kondisi yang akan melenyapkan bentuk kehidupan lain, seperti air yang sangat panas dari ventilasi hidrotermal jauh di dalam lautan. Bakteri belerang ini menangani suhu air hingga 750 derajat Fahrenheit dengan baik, dan mereka mendapatkan bahan bakar dari hidrogen sulfida yang ditemukan di ventilasi.

Beberapa prokariota yang paling penting mengandalkan penangkapan foton untuk menghasilkan bahan bakar mereka melalui fotosintesis. Organisme ini adalah fototrof.

kata fototrof memberikan petunjuk pertama yang mengungkapkan apa yang membuat organisme ini penting. Itu berarti "makanan ringan" dalam bahasa Yunani. Sederhananya, fototrof adalah organisme yang mendapatkan energinya dari foton, atau partikel cahaya. Anda mungkin sudah tahu itu

Namun, proses ini tidak terbatas pada tanaman. Banyak organisme prokariotik dan eukariotik melakukan fotosintesis untuk membuat makanan mereka sendiri, termasuk bakteri fotosintetik dan beberapa lainnya ganggang.

Sementara fotosintesis serupa di antara semua organisme yang melakukannya, proses fotosintesis bakteri tidak terlalu rumit daripada fotosintesis tanaman.

Sama seperti tumbuhan hijau, bakteri fototrofik menggunakan pigmen untuk menangkap foton sebagai sumber energi untuk fotosintesis. Untuk bakteri, ini adalah bakterioklorofil ditemukan di membran plasma (bukan di kloroplas seperti tanaman klorofil pigmen).

Bakterioklorofil ada dalam tujuh varietas yang dikenal, diberi label a, b, c, d, e, c_s atau g. Setiap varian berbeda secara struktural dan oleh karena itu mampu menyerap jenis cahaya tertentu dari spektrum, mulai dari radiasi inframerah hingga cahaya merah hingga cahaya merah jauh. Jenis bakterioklorofil yang dikandung oleh bakteri fototrofik tergantung pada spesiesnya.

Sama seperti fotosintesis tumbuhan, fotosintesis bakteri terjadi dalam dua tahap: reaksi terang dan reaksi gelap.

Dalam panggung cahaya, bakterioklorofil menangkap foton. Proses penyerapan energi cahaya ini menggairahkan bakterioklorofil, memicu longsoran transfer elektron dan akhirnya menghasilkan adenosin trifosfat (ATP) dan nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADPH).

Dalam panggung gelap, molekul ATP dan NADPH tersebut digunakan dalam reaksi kimia yang mengubah karbon dioksida menjadi karbon organik melalui proses yang disebut fiksasi karbon.

Berbagai jenis bakteri membuat bahan bakar dengan memperbaiki karbon dengan cara yang berbeda menggunakan sumber karbon seperti karbon dioksida. Misalnya, cyanobacteria menggunakan use siklus Calvin. Mekanisme ini menggunakan senyawa dengan lima karbon yang disebut RuBP untuk menangkap satu molekul karbon dioksida dan membentuk molekul dengan enam karbon. Ini terbagi menjadi dua bagian yang sama, dan setengahnya keluar dari siklus sebagai molekul gula.

Setengah lainnya berubah menjadi molekul dengan lima karbon, berkat reaksi yang melibatkan ATP dan NADPH. Kemudian, siklus dimulai lagi. Bakteri lain mengandalkan kebalikannya Siklus Krebs, yang merupakan serangkaian reaksi kimia yang menggunakan donor elektron (seperti hidrogen, sulfida atau tiosulfat) untuk menghasilkan karbon organik dari senyawa anorganik karbon dioksida dan air.

Fototrof yang menggunakan fotosintesis (disebut fotoautotrof) membentuk dasar rantai makanan. Organisme lain yang tidak dapat melakukan fotosintesis mendapatkan bahan bakarnya dengan menggunakan organisme fotoautotrof sebagai sumber makanan.

Karena mereka tidak dapat mengubah cahaya menjadi bahan bakar sendiri, organisme ini hanya memakan organisme yang melakukannya dan menggunakan tubuh mereka sebagai sumber energi. Karena pengikatan karbon menggunakan karbon dioksida untuk menghasilkan bahan bakar dalam bentuk molekul gula, fototrof membantu mengurangi kelebihan karbon dioksida di atmosfer.

Fototrof bahkan mungkin bertanggung jawab atas oksigen bebas di atmosfer yang memungkinkan Anda bernapas dan berkembang di Bumi. Kemungkinan ini – disebut Peristiwa Oksigenasi Hebat – mengusulkan bahwa cyanobacteria melakukan fotosintesis dan melepaskan oksigen sebagai produk sampingan akhirnya menghasilkan terlalu banyak oksigen untuk diserap oleh besi di lingkungan.

Kelebihan ini menjadi bagian dari atmosfer dan berbentuk evolusi di planet ini sejak saat itu, memungkinkan manusia untuk akhirnya muncul.