Fototrof (Prokaryot Metabolizması): Nedir?

İlk bakışta çok farklı veya daha az karmaşık görünseler de, prokaryotların diğer tüm organizmalarla en az bir ortak noktası vardır: yakıt gerektirir hayatlarına güç katmak için. prokaryotlarBacteria ve Archaea etki alanlarındaki organizmaları içeren, metabolizma veya organizmaların yakıt üretmek için kullandığı kimyasal reaksiyonlar söz konusu olduğunda çok çeşitlidir.

Örneğin, prokaryotların bir kategorisi, ekstremofiller, okyanusun derinliklerindeki hidrotermal menfezlerin aşırı ısıtılmış suyu gibi diğer yaşam formlarını yok edecek koşullarda gelişirler. Bu kükürt bakterileri, 750 derece Fahrenheit'e kadar su sıcaklıklarını gayet iyi idare eder ve yakıtlarını havalandırma deliklerinde bulunan hidrojen sülfürden alırlar.

En önemli prokaryotlardan bazıları, yakıtlarını fotosentez yoluyla üretmek için foton yakalamaya güvenirler. Bu organizmalar fototroflar.

Kelime fototrof bu organizmaları neyin önemli kıldığını ortaya çıkaran ilk ipucunu verir. Yunanca "hafif beslenme" anlamına gelir. Basitçe söylemek gerekirse, fototroflar, enerjilerini fotonlardan veya ışık parçacıklarından alan organizmalardır. Muhtemelen bunu zaten biliyorsun

Ancak bu süreç bitkilerle sınırlı değildir. Birçok prokaryotik ve ökaryotik organizma, fotosentetik bakteriler ve bazıları da dahil olmak üzere kendi yiyeceklerini yapmak için fotosentez yapar. yosun.

Fotosentez, bunu yapan tüm organizmalar arasında benzer olsa da, bakteriyel fotosentez süreci bitki fotosentezinden daha az karmaşıktır.

Tıpkı yeşil bitkiler gibi, fototrofik bakteriler de fotosentez için enerji kaynakları olarak fotonları yakalamak için pigmentler kullanır. Bakteriler için bunlar bakteriyoklorofiller plazma zarında bulunur (bunun yerine kloroplastlar bitki gibi klorofil pigmentler).

Bakteriyoklorofiller a, b, c, d, e, c olarak etiketlenmiş bilinen yedi çeşitte bulunur._s veya g. Her varyant yapısal olarak farklıdır ve bu nedenle kızılötesi radyasyondan kırmızı ışığa ve uzak kırmızı ışığa kadar değişen spektrumdan belirli bir ışık türünü emebilir. Bir fototrofik bakterinin içerdiği bakteriyoklorofil türü, türüne bağlıdır.

Tıpkı bitki fotosentezi gibi, bakteriyel fotosentezi de iki aşamada gerçekleşir: hafif reaksiyonlar ve karanlık reaksiyonlar.

İçinde hafif sahne, bakteriyoklorofiller fotonları yakalar. Bu ışık enerjisini absorbe etme süreci bakteriyoklorofili uyarır, bir çığ elektron transferini tetikler ve nihayetinde adenosin trifosfat (ATP) ve nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH).

İçinde karanlık sahne, bu ATP ve NADPH molekülleri, karbon fiksasyonu adı verilen bir süreçle karbondioksiti organik karbona dönüştüren kimyasal reaksiyonlarda kullanılır.

Farklı bakteri türleri, karbon dioksit gibi bir karbon kaynağı kullanarak karbonu farklı şekillerde sabitleyerek yakıt üretir. Örneğin, siyanobakteriler Calvin döngüsü. Bu mekanizma, bir karbon dioksit molekülünü yakalamak ve altı karbonlu bir molekül oluşturmak için RuBP adı verilen beş karbonlu bir bileşik kullanır. Bu, iki eşit parçaya bölünür ve bir yarısı bir şeker molekülü olarak döngüden çıkar.

Diğer yarısı ise ATP ve NADPH içeren reaksiyonlar sayesinde beş karbonlu bir moleküle dönüşür. Ardından döngü yeniden başlar. Diğer bakteriler tersine güvenir Krebs döngüsüinorganik bileşikler karbon dioksit ve sudan organik karbon üretmek için elektron donörleri (hidrojen, sülfür veya tiyosülfat gibi) kullanan bir dizi kimyasal reaksiyondur.

Fotosentezi kullanan fototroflar (adı verilen fotoototroflar) besin zincirinin temelini oluşturur. Fotosentez yapamayan diğer organizmalar, besin kaynağı olarak fotoototrofik organizmaları kullanarak yakıtlarını alırlar.

Işığı kendi başlarına yakıta dönüştüremedikleri için, bu organizmalar sadece vücutlarını bir enerji kaynağı olarak kullanan ve kullanan organizmaları yerler. Karbon sabitleme, şeker molekülleri şeklinde yakıt üretmek için karbondioksit kullandığından, fototroflar atmosferdeki fazla karbondioksiti azaltmaya yardımcı olur.

Fototroflar, Dünya'da nefes almanızı ve gelişmenizi sağlayan atmosferdeki serbest oksijenden bile sorumlu olabilir. Büyük Oksijenlenme Olayı olarak adlandırılan bu olasılık, şunu önermektedir: siyanobakteriler fotosentez yapmak ve bir yan ürün olarak oksijeni serbest bırakmak, sonunda çevredeki demir tarafından emilemeyecek kadar fazla oksijen üretti.

Bu fazlalık atmosferin bir parçası haline geldi ve şekillendi. evrim bu noktadan itibaren gezegende, insanların sonunda ortaya çıkmasını mümkün kılıyor.