Kā barojas baktērijas?

Neskatoties uz slimību izraisošo patogēnu reputāciju, daudzām baktērijām ir būtiska loma ekosistēmās, vienkārši barojoties un metabolizējot organiskās un neorganiskās molekulas savā vidē. Viņu ieguldījums ietver organisko materiālu uzglabāšanu sadalīšanās laikā, barības sadalīšanu dzīvnieku zarnās gremošanas laikā, slāpekļa piesaistīšanu augsnē, pārveidojot N₂ gāze amonjaks, padarot barības vielas pieejamas augu saknēm augsnē un izdalot skābekli atmosfērā. Divi faktori nosaka veidu, kā baktērijas iegūst barības vielas: spēja ražot savu pārtiku vai paļaušanās uz to patērē iepriekš veidotas organiskās molekulas un, otrkārt, enerģijas veidu, kas tām nepieciešams, lai šīs ķīmiskās reakcijas uz rodas.

Divi vispārīgi līdzekļi ļauj iegūt pārtiku visiem organismiem, ieskaitot baktērijas: heterotrofu un autotrofu. Lai iegūtu enerģiju, heterotrofiem ir jāpatērē organiskais materiāls, piemēram, glikoze, ārpus šūnas. Tas notiek, tieši patērējot oglekli ogļhidrātu molekulu veidā. Autotrofi iegūst barības vielas, ražojot paši savus organiskos materiālus, kad viņi uzņem oglekļa dioksīdu un pārvērš to ogļhidrātos.

Baktērijām ir nepieciešams ārējs enerģijas avots gaismas enerģijas vai ķīmiskās enerģijas veidā, lai veicinātu vielmaiņu, kas ir vēl viens faktors, kas nosaka to barošanas metodi. Fototrofi ir baktērijas, kas izmanto gaismas enerģiju. Gan fotoheterotrofiem, gan fotoautotrofiem nepieciešama saules gaisma. Fotoheterotrofi izmanto saules gaismu, lai nodrošinātu enerģiju un patērētu organiskos savienojumus no savas vides kā oglekļa avotu. Fotoautotrofi, tāpat kā zilaļģes, izmanto gaismas enerģiju saules gaismas un oglekļa dioksīda veidā no viņu vides un izmantot tos abus ogļhidrātu ražošanai fotosintēze.

Dažas baktērijas enerģijas avota vietā saules gaismas vietā paļaujas uz reakcijām ar neorganiskiem ķīmiskiem savienojumiem. Baktērijas, kuras darbina ķīmiskā enerģija, ir pazīstamas kā ķīmijterapijas. Chemoheterotrofos organiskie vai neorganiskie savienojumi tiek izmantoti kā enerģijas avots. Tāpat kā fotoheterotrofiem, arī viņiem ir jālieto ogļhidrāti organisko savienojumu veidā. Chemoautotrophs izmanto ķīmisko enerģiju, lai ražotu ogļhidrātus no oglekļa dioksīda procesa izsaukuma ķīmijas sintēzē.

Baktēriju šūnas ir saistītas ar šūnu apvalku, kas sastāv no iekšējās citoplazmas membrānas un šūnas ārējās sienas. Šūnu siena ir stingra un, tāpat kā šūnu siena augu šūnās, piešķir baktērijām to formu. Atšķirībā no augu, dzīvnieku, protistu vai sēņu šūnām, baktērijām nav ar membrānu saistītu organellu vai kodola. Organellu trūkums novērš baktēriju iekļūšanu daļiņās, izmantojot endocitozi vai fagocitozi, metodes, kuras eikariotu šūnas izmanto, lai aptvertu ārējos materiālus un ievestu tos šūnā.

Baktērijas paļaujas uz difūziju, lai molekulas pārvietotu šūnā caur citoplazmas membrānu. Baktērijas arī izdala fermentus, lai izšķīdinātu molekulas ārpus šūnas, lai ļautu tām iziet cauri membrānai caur difūziju, procesu, kurā molekulas pārvietojas no apgabala ar lielāku koncentrāciju uz zemāku koncentrēšanās. Dažreiz vienkāršai difūzijai nepieciešama olbaltumvielu palīdzība, lai molekulas varētu nokļūt šūnā, procesu, ko sauc par veicinātu difūziju. Cita metode - aktīvs transports - prasa enerģiju molekulu transportēšanai, lai pārvarētu koncentrācijas gradientu un ļautu daļiņām iziet cauri membrānai.