Kako se hranijo bakterije?

Kljub ugledu patogenov, ki povzročajo bolezni, imajo številne bakterije ključno vlogo v ekosistemih samo s tem, da se v svojem okolju hranijo in presnavljajo organske in anorganske molekule. Njihov prispevek vključuje sproščanje hranil, shranjenih v organskem materialu med razgradnjo, razgradnjo hrane v črevesju živali med prebavo, pritrditev dušika v tla s pretvorbo₂ plina v amoniak, s čimer so hranila na voljo koreninam rastlin v tleh in sproščajo kisik v ozračje. Dva načina določata način, kako bakterije pridobivajo hranila: sposobnost, da si sami pridelajo hrano, ali odvisnost od njih porabijo predhodno oblikovane organske molekule in drugič vrsto energije, ki jo potrebujejo za te kemijske reakcije pojavijo.

Dve splošni načini omogočata pridobivanje hrane za vse organizme, vključno z bakterijami: heterotrofni in avtotrofni. Heterotrofi morajo za pridobivanje energije zaužiti organske snovi, kot je glukoza, zunaj celice. To se zgodi z neposredno porabo ogljika v obliki molekul ogljikovih hidratov. Avtotrofi pridobivajo hranila s proizvodnjo lastnih organskih materialov, ko vnesejo ogljikov dioksid in ga pretvorijo v ogljikove hidrate.

Bakterije potrebujejo zunanji vir energije v obliki svetlobne ali kemične energije za spodbujanje presnove, kar je še en dejavnik, ki določa način njihove prehrane. Fototrofi so bakterije, ki uporabljajo svetlobno energijo. Tako fotoheterotrofi kot fotoautotrofi potrebujejo sončno svetlobo. Fotoheterotrofi uporabljajo sončno svetlobo za oskrbo z energijo in porabo organskih spojin iz svojega okolja za vir ogljika. Fotoautotrofi, tako kot cianobakterije, uporabljajo svetlobno energijo v obliki sončne svetlobe in ogljikovega dioksida iz njihovega okolja in jih oba uporabljata za proizvodnjo ogljikovih hidratov v procesu fotosinteza.

Namesto sončne svetlobe se nekatere bakterije za vir energije zanašajo na reakcije z anorganskimi kemičnimi spojinami. Bakterije, ki jih poganja kemična energija, so znane kot kemotrofi. Kemoheterotrofi uporabljajo organske ali anorganske spojine kot vir energije. Tako kot fotoheterotrofi morajo tudi oni uživati ​​ogljikove hidrate v obliki organskih spojin. Kemoautotrofi uporabljajo kemično energijo za proizvodnjo ogljikovih hidratov iz ogljikovega dioksida v procesu klica kemosinteze.

Bakterijske celice so vezane na celični ovoj, ki je sestavljen iz notranje citoplazmatske membrane in zunanje celične stene. Celična stena je toga in tako kot celična stena v rastlinskih celicah daje bakterijam obliko. Za razliko od rastlinskih, živalskih, protističnih ali glivičnih celic bakterije nimajo na membrano vezanih organelov ali jedra. Pomanjkanje organelov preprečuje, da bi bakterije zajele delce z endocitozo ali fagocitozo, tehnikami, ki jih evkariontske celice uporabljajo za zavijanje zunanjih materialov in njihovo vnašanje v celico.

Bakterije se zanašajo na difuzijo za premikanje molekul v celico skozi citoplazemsko membrano. Bakterije izločajo tudi encime, da raztopijo molekule zunaj celice, da jim omogočijo prehod skozi membrano z difuzijo, proces, pri katerem se molekule premikajo iz območja z višjo koncentracijo v območje z nižjo koncentracija. Včasih preprosta difuzija potrebuje pomoč beljakovin, da molekule preidejo v celico, postopek, imenovan olajšana difuzija. Druga metoda - aktivni transport - zahteva energijo za prenos molekul, da premagajo koncentracijski gradient in delcem omogočijo prehod skozi membrano.