Фототроф (метаболизм прокариот): что это такое?

Хотя на первый взгляд они могут показаться очень разными или даже менее сложными, у прокариот есть по крайней мере одно общее со всеми другими организмами: они требуется топливо чтобы питать свою жизнь. Прокариоты, которые включают в себя организмы из доменов Бактерии и Археи, очень разнообразны, когда дело доходит до метаболизма или химических реакций, которые организмы используют для производства топлива.

Например, одна категория прокариот, называемая экстремофилы, процветают в условиях, которые уничтожат другие формы жизни, такие как перегретая вода гидротермальных источников глубоко в океане. Эти серные бактерии прекрасно переносят температуру воды до 750 градусов по Фаренгейту и получают топливо из сероводорода, содержащегося в вентиляционных отверстиях.

Некоторые из наиболее важных прокариот полагаются на захват фотонов для производства топлива посредством фотосинтеза. Эти организмы фототрофы.

Что такое фототроф?

Слово фототроф дает первый ключ к пониманию того, что делает эти организмы важными. По-гречески это означает «легкое питание». Проще говоря, фототрофы - это организмы, которые получают энергию от фотонов или частиц света. Вы, наверное, уже знаете, что

зеленые растения использовать свет, чтобы передать энергию фотосинтез.

Однако этот процесс не ограничивается растениями. Многие прокариотические и эукариотические организмы осуществляют фотосинтез для производства собственной пищи, включая фотосинтезирующие бактерии и некоторые водоросли.

Хотя фотосинтез у всех организмов одинаков, процесс бактериального фотосинтеза менее сложен, чем фотосинтез растений.

Что такое бактериальный хлорофилл?

Как и зеленые растения, фототрофные бактерии используют пигменты для захвата фотонов в качестве источников энергии для фотосинтеза. Для бактерий это бактериохлорофиллы обнаруживается в плазматической мембране (а не в хлоропласты как растение хлорофилл пигменты).

Бактериохлорофиллы существуют в семи известных разновидностях, обозначенных a, b, c, d, e, c.s или г. Каждый вариант структурно отличается и поэтому способен поглощать определенный тип света из спектра, от инфракрасного излучения до красного света и до дальнего красного света. Тип бактериохлорофилла, который содержит фототрофная бактерия, зависит от ее вида.

Этапы бактериального фотосинтеза

Так же, как фотосинтез растений, фотосинтез бактерий происходит в два этапа: легкие реакции а также темные реакции.

в световая сцена, бактериохлорофиллы захватывают фотоны. Процесс поглощения этой световой энергии возбуждает бактериохлорофилл, вызывая лавину переноса электронов и в конечном итоге производя аденозинтрифосфат (АТФ) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН).

в темная сценаэти молекулы АТФ и НАДФН используются в химических реакциях, которые превращают диоксид углерода в органический углерод посредством процесса, называемого фиксацией углерода.

Различные типы бактерий производят топливо, по-разному связывая углерод с помощью такого источника углерода, как диоксид углерода. Например, цианобактерии используют Цикл Кальвина. В этом механизме используется соединение с пятью атомами углерода, называемое RuBP, для улавливания одной молекулы углекислого газа и образования молекулы с шестью атомами углерода. Он разделяется на две равные части, и одна половина выходит из цикла как молекула сахара.

Другая половина превращается в молекулу с пятью атомами углерода благодаря реакциям с участием АТФ и НАДФН. Затем цикл начинается снова. Другие бактерии полагаются на обратное Цикл Кребса, который представляет собой серию химических реакций, в которых используются доноры электронов (такие как водород, сульфид или тиосульфат) для производства органического углерода из неорганических соединений, диоксида углерода и воды.

Почему важны фототрофы?

Фототрофы, использующие фотосинтез (так называемые фотоавтотрофы) образуют основу пищевой цепи. Другие организмы, которые не могут осуществлять фотосинтез, получают свое топливо, используя фотоавтотрофные организмы в качестве источника пищи.

Поскольку они не могут преобразовывать свет в топливо самостоятельно, эти организмы просто поедают организмы, которые это делают, и используют их тела в качестве источника энергии. Поскольку фиксация углерода использует диоксид углерода для производства топлива в виде молекул сахара, фототрофы помогают уменьшить избыток диоксида углерода в атмосфере.

Фототрофы могут даже отвечать за свободный кислород в атмосфере, который позволяет вам дышать и процветать на Земле. Эта возможность, называемая Великим событием оксигенации, предполагает, что цианобактерии выполнение фотосинтеза и высвобождение кислорода в качестве побочного продукта в конечном итоге приводит к образованию слишком большого количества кислорода, которое не может быть поглощено железом в окружающей среде.

Этот избыток стал частью атмосферы и сформировал эволюция на планете с этого момента, что сделало возможным появление людей.

  • Доля
instagram viewer