Эубактерии характеристика 2

30. Классификация и систематика бактерий. Категории бактерий. Особенности эубактерий и архебактерий.

-Грациликуты Gracilicutes (от лат. cutes – кожа, gracilis – тонкий, стройный). Гр-

-Фирмикуты Firmicutes (от лат. firmis – крепкий, cutes – кожа). Гр+

-Тенерикуты Tenericutes (от лат. Tener – отсутствую) без стенки

-Мендозикуты Mendosicutes относят необычные микроорганизмы класса Archaebacteria.

Несмотря на то, что археи, эукариоты и бактерии возникли от единственного общего предка (первоклетки — т. н. прогенота) и все домены жизни имеют сходное химическое строение (а именно, наличие липидной мембраны, нуклеиновых кислот в качестве молекул, осуществляющих хранение, передачу и реализацию наследственной информации и белков, осуществляющих каталитическую, транспортную и другие функции), химический состав архей всё же имеет характерные особенности, отличающие их как от эукариот, так и от бактерий, а именно:

Мембрану, ограничивающую содержимое клетки от окружающей среды, составляют не фосфоглицериды жирных кислот, как у эукариот и бактерий, а многоатомные спирты с цепочками длиной 20—40 атомов углерода; в случае 40-углеродных спиртов мембрана представляет собой не липидный бислой, а монослой

Клеточная стенка архей может быть построена как из белков, так и из гликопротеинов, однако в отличие от бактерий, у которых в состав клеточной стенки входит пептидогликан (муреин), у архей не встречается муреин, вместо него клеточную стенку может составлять псевдомуреин — полимер, сходный с муреином по химическому строению, однако не встречающийся в природе больше ни у кого, кроме архей

У архей отсутствуют хлорофиллы и бактериохлорофиллы, фотосинтез таким образом у архей бесхлорофилльный, фотосинтетическим пигментом является бактериородопсин— уникальный белок, имеющий сходство с родопсином в виде наличия ретиналя, однако встречающийся только у галобактерий

Для фотосинтеза архей также характерно отсутствие электрон-транспортной цепи, генерирование протонного градиента осуществляется при помощи т. н. бактериородопсиновой протонной помпы; такой способ генерации электрохимического градиента является самым примитивным, также у галобактерий присутствует галородопсиновая помпа, которая под действием света закачивает ионы хлора в клетку, при этом также генерируется электрохимический градиент, который может быть использован для синтеза АТФ

Уникальной особенностью некоторых архей является также комплекс ферментов для осуществления метаногенеза; ни эукариоты, ни бактерии не способны продуцировать метан

Так как многие археи являются экстремофилами, некоторые археи имеют термостабильные белки, более устойчивые к действию высокой температуры, а также особое строение мембраны (у экстремальных термофилов), также есть характерные адаптации для экстремальной галофилии и ацидофилии.

Bacteria (Bacterlobionta, Подцарство Настоящие бактерии)

Мембраны двуслойные, липопротеидные. Липиды представлены триглицеридами. Чувствительны к антибиотикам, но нечувствительны к токсину дифтерии. К эубактериям относятся подцарства синезеленых, грам- положительных и грам-отрицательных бактерий.

Древнейшие эубактерии имеют возраст не менее 3,5 млр.лет.

Подцарство настоящие бактерии — Bacteria, или Bacterlobionta — это различные группы анаэробных гетеротрофных , реже автотрофных прокариот, способных к анаэробному фотосинтезу.

Известно около 3000 видов бактерий. Часть бактерий способна прямо утилизировать солнечную энергию ( автотрофы ), другие ( гетеротрофы ) получают энергию, используя органические вещества. Среди автротрофных бактерий есть фотосинтезирующие и хемосинтезирующие . Солнечную энергию способны использовать и аккумулировать зеленые и пурпурные бактерии. У зеленых бактерий окраска определяется особым веществом — бактериохлорофиллом, а не хлорофиллом а, как у синезеленых. Нет синего и бурого пигментов. При фотосинтезе не выделяется кислород.

Хемосинтез, т.е. использование энергии окислительных процессов неорганических веществ, распространен лишь среди некоторых бактерий. Хемосинтез был открыт микробиологом С.Н. Виноградским (1856-1953). Серобактерии способны окислять сероводород до серы. Нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в азот и азотную кислоту. Преобладание азота в современной атмосфере — следствие деятельности нитрифицирующих бактерий. Железобактерии превращают закисное железо в окисное.

Среди гетеротрофных бактерий одна часть использует энергию процессов брожения. Конечным продуктом процесса брожения являются органические кислоты. Наиболее известны молочнокислые, маслянокислые и уксуснокислые бактерии. Другая часть гетеротрофных бактерий — гнилостные бактерии — используют энергию, высвобождающуюся при расщеплении белков. Конечный продукт распада при таких гнилостных процессах — азотные соединения, в последующем окислении которых принимают участие нитрифицирующие бактерии.

Класс Эубактерии – Eubacteria

С.Ф.КОТОВ

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО СИСТЕМАТИКЕ НИЗШИХ РАСТЕНИЙ

СИМФЕРОПОЛЬ

Котов С.Ф. Краткий курс лекций по систематике низших растений. — Симферополь: ТНУ, 2000. — 76 с.

Пособие написано на основе материалов лекций по систематике низших растений, прочитанных автором в Симферопольском государственном университете — Таврическом национальном университете им. В.И.Вернадского в 1997-2000 г.г. Материал изложен в соответствии с программой по ботанике для университетов. Рассматриваются такие отделы как дробянки, вирусы, основные отделы водорослей, грибы и лишайники. Пособие предназначено для студентов биологических специальностей университетов, педагогических и сельскохозяйственных институтов, для всех интересующихся ботаникой.

Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией биологического факультета Таврического национального университета им. В.И.Вернадского

Корженевский В.В. — доктор биологических наук, зав. отделом флоры и растительности Национального научного центра — Никитский ботанический сад

Вахрушева Л.П. — кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники Таврического национального университета им. В.И.Вернадского

ОТДЕЛ ДРОБЯНКИ —

SHIZOPHYTA

Отдел представлен прокариотическими организмами. В большинстве своем это гетеротрофы, имеются фото- и хемоавтотрофы. Питание – путем всасывания веществ через клеточную стенку. Среди дробянок имеются аэробы и анаэробы. Это микроскопические организмы широко распространенные во всех средах обитания.

К дробянкам относят бактерии, актиномицеты, миксобактерии, микоплазмы и спирохеты.

Дробянки условно относят к царству растений; связь дробянок с высшими растениями и водорослями не доказана. В последнее время дробянки рассматриваются в качестве отдельного царства.

Класс Эубактерии – Eubacteria

Это самые простые и наиболее распространенные организмы. Бактериальные клетки не имеют настоящего ядра, покрытого ядерной оболочкой и набора хромосом, характерного для эукариот. У них отсутствует половой процесс, хотя может наблюдаться случайная рекомбинация генетического материала. Бактерии лишены покрытых мембраной органелл (митохондрий, эндоплазматического ретикулума, пластид), но имеют другие структуры, выполняющие их функции. Большинство бактерий одноклеточны, но имеются и многоклеточные организмы, образующие трихомы. Диаметр большинства бактериальных клеток равен 1 мкм (иногда 0,1-0,5 мкм), в длину некоторые из них могут достигать до 10 мкм (редко 30 мкм).

Среди одноклеточных бактерий выделяют следующие формы: сферические кокки, цилиндрические палочки, изогнутые в виде запятой вибрионы, спиралевидные спириллы, сильно изогнутые, в форме незамкнутого кольца тороиды, звездчатой формы – звезды, а также клетки, имеющие форму многогранников.

Читайте также:  Лечебные грязи Таманского полуострова

Бактерии различаются взаимным расположением клеток. Кокки, расположенные попарно, называются диплококками, кокки, соединенные в цепочки, называются стрептококками, кокки, образующие скопления в виде виноградной кисти, носят название стафилококков. Внутреннее строение бактериальной клетки типично для прокариот. В составе клеточной стенки отсутствуют хитин и целлюлоза, характерные для клеточных стенок грибов и растений. Опорный каркас стенок образован пептидогликаном муреином. У одних бактерий муреиновая сеть многослойна, ее масса может достигать до 90% от массы сухого вещества всей клеточной стенки, а толщина колеблется от 15 до 80 нм. Оболочка этих бактерий содержит только макромолекулы пептидогликана. Эти бактерии окрашиваются по Граму и называются грамположительными. Другая группа бактерий имеет оболочку толщиной не более 10 нм; в оболочке слой пептидогликана окружают липополисахариды (полисахаридные цепи с прикрепленными к ним липидами). Это грамотрицательные бактерии – у них при промывке спиртом краситель вымывается из оболочки, и клетки остаются неокрашенными. Грамположительные и грамотрицательные бактерии различаются по своей реакции на различные антибиотики.

Многие бактерии образуют желатинообразную капсулу, которая, вероятно, откладывается протопластом и состоит из полисахаридов.

Цитоплазма бактерий окружена плазматической мембраной. По структуре и функциям плазматические мембраны бактерий не отличаются от мембран эукариотических клеток. На внутренней поверхности мембраны локализованы многочисленные ферменты. У некоторых бактерий плазматическая мембрана впячивается внутрь клетки и образует мезосомы и фотосинтетические мембраны. Мезосомы – складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в дыхании. У фотосинтезирующих бактерий во впячиваниях плазматической мембраны находятся фотосинтетические пигменты (в том числе бактериохлорофилл). Сходные образования участвуют в фиксации азота. В цитоплазме имеется большое количество рибосом и гранулярных включений, многие из которых представляют собой запасные питательные вещества.

В центре клетки обычно располагается нуклеоид, являющийся аналогом ядра. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы клеточной мембраной. У бактерий, как и у других дробянок, отсутствует ядрышко. Генетический материал представлен одной гигантской кольцевой двухцепочечной молекулой ДНК, которая носит название бактериальной хромосомы. Длина этой хромосомы в 700-1000 раз превышает длину самой клетки.

Бактерии способны активно двигаться с помощью жгутиков. Число жгутиков может колебаться от одного до многих, и располагаться они могут либо на концах клетки, либо по всей ее поверхности. Бактериальный жгутик состоит из жесткой молекулы белка флагеллина, которая выходит из своеобразной “муфты” в клеточной оболочке и связана со сложным вращающимся механизмом. Жгутики совершают вращательные движения, за счет чего бактерии довольно быстро передвигаются. У ряда грамотрицательных бактерий на поверхности клетки располагаются тонкие нитчатые образования – фимбрии. Они состоят из белка отличного от белка жгутиков, и имеют иную структуру.

Некоторые бактерии (бациллы) формируют споры. Известны два типа спор: эндогенные, образующиеся внутри клеток, и микроцисты, возникающие из целой клетки. Эндоспоры образуются путем деления протопласта на части. Вокруг обособившегося участка протопласта, содержащего ДНК, образуется плотная споровая оболочка. Эндоспоры чрезвычайно стойки к нагреванию и обезвоживанию и могут прорастать через десятки и даже сотни лет. Основной способ размножения бактерий – бесполый: клетка увеличивается в размерах и делится надвое. При этом плазматическая мембрана и клеточная стенка впячиваются, перешнуровывая клетку пополам. ДНК в процессе деления удваивается, и впячивающаяся мембрана разделяет две молекулы ДНК; в итоге каждая дочерняя клетка обеспечивается идентичной молекулой ДНК.

У бактерий наблюдается половое размножение в самой примитивной форме. Гаметы у бактерий не образуются, и слияния клеток не происходит, но происходит обмен генетическим материалом (генетическая рекомбинация). Генетическая рекомбинация у бактерий происходит в результате переноса участка ДНК от одной бактериальной клетки к другой. Две клетки, контактируя друг с другом, вырабатывают копуляционный канал, по которому генетический материал передается в клетку-рецепиент. Этот процесс носит название копуляции. Рекомбинация также может происходить в результате трансдукции(передачи ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту с помощью вируса) или трансформации (передачи свободной растворимой ДНК без всякого межклеточного контакта и каких-либо переносчиков).

Подавляющее большинство бактерий гетеротрофы, небольшое количество – автотрофы. Питание гетеротрофов осуществляется путем всасывания веществ через клеточную стенку. Самая большая группа гетеротрофных бактерий – это сапрофиты, питающиеся мертвым органическим веществом. Бактерии-паразиты вызывают опасные заболевания растений, животных и человека. Автотрофы включают фотоавтотрофные бактериии хемоавтотрофные бактерии. Фотоавтотрофы содержат фотосинтетические пигменты, представленные бактериохлорофиллами a, b, c, d и каротиноидами. По химическому строению эти пигменты отличаются от пигментов растений. Фотосинтетический аппарат фотоавтотрофных бактерий представлен мембранными структурами разного строения: тилакоидами, трубочками, пузырьками и т.д. Эти структуры размещаются непосредственно в цитоплазме и на них размещаются фотосинтетические пигменты. Известны три основные группы фотосинтезирующих бактерий: зеленые серобактерии (например, Chlorobium), пурпурные серобактерии (Chromatium), пурпурные несерные бактерии (Rhodospirillum).

Первые две группы объединяют анаэробные бактерии, использующие в качестве доноров водорода и электронов сероводород (H2S) и другие восстановленные соединения серы.

Для пурпурных несерных бактерий различные органические соединения служат источником водорода, который используется для восстановления CO2 или какого-либо органического соединения. Фотосинтез у фотоавтотрофных бактерий происходит без выделения кислорода.

Хемоавтотрофные бактерии получают энергию, необходимую для осуществления синтетических реакций, путем окисления неорганических веществ (азота, серы, соединений железа и газообразного водорода), которые обеспечивают их энергией подобно свету у фотосинтезирующих организмов. У железобактерий (например, Leptothrix) это происходит следующим образом:

Fe 2+ ¾® Fe 3+ + Энергия;

полностью это уравнение выглядит так:

Бактерии могут жить как в бескислородной среде (анаэробные), так и в среде с содержанием кислорода (аэробные).

Бактерии были единственной формой жизни на Земле в течение 2 млрд. лет. Ископаемые бактерии обнаружены в осадочных породах с возрастом 3,5 млрд. лет в Западной Австралии и Южной Африке. Первые эукариоты появились лишь около 1,5 млрд. лет назад.

Бактерии распространены по всему земному шару и занимают самые разнообразные местообитания. Известны бактерии горячих источников, существующие при t° = 78°C; бактерии могут жить при высоком давлении возле глубоководных вулканических кратеров при t° = 360°C. Разнообразные бактерии найдены во льдах Антарктиды, при t° от -7°C до -14°C они пребывают в состоянии покоя, но при повышении температуры становятся активными.

Читайте также:  Почему вам следует выбрать лечение smile вместо femtolasik

Бактерии играют огромную роль в функционировании экосистем земного шара. Бактерии-автотрофы вносят большой вклад в круговорот углерода. В круговороте углерода принимают участие также сапротрофные бактерии-редуценты, разлагающие мертвое органическое вещество. Жизнь на Земле без таких организмов была бы невозможна. Бактерии принимают участие в круговороте таких важных элементов как железо, сера, азот, фосфор и многих других; они участвуют в процессах выветривания горных пород и в почвообразовании. В разработке экологически чистых технологий могут быть использованы такие свойства бактерий, как их способность разлагать некоторые нежелательные синтетические вещества (пестициды, красители) и нефть.

Человек использует в своей деятельности такие бактерии, как бактерии молочнокислого и уксуснокислого брожения. Ряд бактерий используются для получения аминокислот, ферментов, антибиотиков. Вместе с тем многие бактерии являются возбудителями серьезных заболеваний человека и животных, таких как чума, туберкулез, холера, сибирская язва, дифтерия, столбняк, туляремия, ботулизм.

Ряд бактерий способен вызывать заболевания растений-бактериозы. Только в США известно свыше 200 видов бактерий, которые признаны патогенами растений. Фитопатогенные бактерии вызывают различные типы гнилей, пятнистостей, ожогов и некоторых других поражений.

ВИРУСЫ

Вирусами (лат. virus — яд) называют группы возбудителей заболеваний, способных проходить через бактериальные фильтры. Вирусы отличают следующие особенности: 1) они содержат нуклеиновую кислоту только одного типа — или ДНК или РНК; 2) для их репродукции необходима только нуклеиновая кислота; 3)они неспособны размножаться вне живой клетки. Таким образом, вирусы не являются самостоятельными организмами, а используют для размножения живые клетки. Клеточные механизмы нужны как для репликации нуклеиновой кислоты, так и для синтеза белковой оболочки вируса. Развитие вируса приводит к гибели клетки-хозяина. Вне клетки вирус существует в виде вирусной частицы — вириона.Вирусы поражают не только эукариотические клетки, но и бактерии. Вирусы бактерий называют бактериофагами.

Размер вирусов колеблется от 17 до 30 нм в диаметре, что сопоставимо с размерами молекул. Вирусная частица состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой — капсидом. Такая структура (капсид + нуклеиновая кислота = нуклеокапсид) может быть “голой”, а в других случаях окружена оболочкой. Капсид состоит из субъединиц — капсомеров, имеющих симметричное строение.Выделяют два типа симметрии капсомеров — спиральную и кубическую. Большинство вирусов растений содержит только РНК, некоторые только ДНК. Вирусы лишены рибосом, а также ферментов необходимых для синтеза белка и генерирования энергии.

Бактериофаг Т-2 состоит из головки с молекулой ДНК внутри, отростка, чехла отростка, способного к сокращению, базальной пластинки и нитей пластинки.

Белковые капсиды вирусных частиц часто окружены или заменены оболочкой, богатой липидами. Часто на оболочке имеются выступы — шипы, состоящие из гликопротеинов и липидов. Свойства молекул, образующих капсиды, оболочку или шипы вирусов, определяют их инфекционные способности. Вирус, проникающий в животную клетку, сначала связывается со специфичиским рецептором на поверхности плазматической мембраны клетки. Вирусы растений проникают через поврежденные поверхности.

Перед репликацией вирусная нуклеиновая кислота освобождается от капсида и оболочки. Когда геном вируса освободится от капсида или оболочки внутри клетки хозяина, дальше процесс может идти по двум путям. Первый путь — вирус разиножается, используя генетический аппарат клетки. При этом вирусные нуклеиновые кислоты “заставляют” клетку синтезировать новые вирусные ферменты. Затем синтезируются в необходимом количестве вирусспецифические нуклеиновые кислоты и белки. В конечном итоге происходит сборка вирусных частиц. Второй путь — геном вируса встраивается в геном клетки-хозяина. В дальнейшем обеспечивается синтез ферментов и белков вирусной оболочки.

Общее число вирусов неизвестно, почти всегда можно выделить новые их виды, исследуя новые организмы. На сегодняшний день описано примерно 400 вирусов растений.

Вирусы подразделяются на две основные группы: РНК-содержащие вирусы и ДНК-содержащие вирусы. Кроме вирусов выделяют еще и вироиды. Это мельчайшие из известных возбудителей болезней, лишенные белковой оболочки. Известны только вироиды растений. Они состоят из однонитевой молекулы РНК, которая самостоятельно реплицируется в зараженных клетках.

Считают, что вирусы произошли из генома бактерий и эукариот в результате высвобождения из генома свободных фрагментов, которые приобрели способность синтезировать защитную белковую оболочку и реплицироваться внутри клеток.

Вирусы вызывают заболевания человека, животных и растений. У человека вирусы вызывают оспу, ветряную оспу, корь, свинку, респираторные заболевания, инфекционный гепатит, грипп, полиомиелит, СПИД и т.д.

Вирусы широко используют в научных исследованиях для изучения механизмов синтеза белка и организации генов, для изучения других процессов, происходящих в клетке. Вирусы используются в современной биотехнологии. Вирусы перспективны при разработке биологических методов борьбы с вредными насекомыми

АРХЕБАКТЕРИИ И ЭУБАКТЕРИИ

В 1977 году К.Вёзе и Фоксом на основании сравнения последовательностей нуклеотидов в рРНК малой субъединицы рибосомы (16S-рРНК у прокариот и 18S-рРНК у эукариот) было выделено три, а не две группы организмов, которым присвоен ранг домена, этот таксон более высокий по отношению к царству: Bacteria, Archaea, Eukarya. К Bacteria относят истинные бактерии – эубактерии (например, E. coli), ранее обозначали как Eubacteria Archaea относят архебактерии (археи) — это крупная группа прокариот, распространенных преимущественно в экстремальных условиях, эволюционно наиболее древние организмы. Ранее обозначали как Archaebacteria. Третья группа организмов — эукариоты, ранее обозначали как Eukaryota. Поскольку концепция домена до сих пор дискутируется, термины эубактерии и архебактерии используются наряду с терминами археи и бактерии.

Считается, что домены Archaea и Eukarya имеют общее происхождение и являются сестринскими таксонами, тогда как домен Bacteria представляет собой отдельную эволюционную ветвь, которая ответвилась раньше от общего корня. Общий предок трех основных типов жизни назван прогенотом. Представители домена Bacteria явились предками хлоропластов и митохондрий. Эукариоты произошли от прокариотического предка, который, возможно, был более родственен Archaea, чем Bacteria.

Прокариоты не представляют собой единую филогенетическую группу организмов. Данные анализа 16S-рРНК указали на то, чтопрокариоты составляют две основные эволюционные линии: домен Archaea и домен Bacteria.

Архебактерии, как уже было сказано, вероятно, одна из самых древних групп живых организмов. Это уникальная группа прокариот, как првило, обитающая в экстремальных местах обитания. Археи осуществляют такие уникальные процессы как метаногенез, бесхлорофилльный фотосинтез. Среди них обнаружены самые термоустойчивые организмы. Среди архебактерий нет патогенных форм, что говорит об их древнем происхождении. В своем метаболизме используют низкомолекулярные соединения, у них не обнаружено гидролаз, поэтому не могут использовать полимеры. Для архей характерны простые циклы развития, у них не обнаружено покоящихся клеток.

Читайте также:  Прививки и прогонка глистов

Морфология. По морфологии не имеют резких отличий от эубактерий. Среди них имеются кокки, палочки, извитые клетки, слабоветвящиеся формы. Грамположительны или грамотрицательные. Особенностью является то, что у них отсутствуют сложные многоклеточные, мицелиальные и трихомные формы.

Архебактерии отличаются от эубактерий по ряду признаков:

1. Клеточные стенки архей не содержат пептидогликана, часто состоят из белка, или гетерополисахарида, или псевдомуреина. В связи с этим не чувствительны к антибиотикам, подавляющим синтез пептидогликана, в отличие от эубактерий.

2. Липиды мембран архебактерий представляют собой эфиры глицерина и высокоатомных спиртов (фитанол, бифитанол).

3. Рибосомы по размерам схожи с эубактериальными (имеют константу седиментации 70S), по форме ближе к 80S рибосомам эукариот. Состав рибосомальных РНК архей типично эубактериальный (5S, 16S, 23S), но отличаются по первичной структуре от эубактериальных и эукариотных.

4. Синтез белка у архей не подавляется хлорамфениколом, стрептомицином и другими антибиотиками, подавляющими синтез белка у эубактерий. На рибосомах архей отсутствуют места связывания ингибиторов, специфичных для 70 S рибосом эубактерий. Вместе с тем имеются мета для связывания ингибиторов, специфических в отношении 80S рибосом эукариот.

5. РНК-полимераза архей содержит от 5 до 11 субъединиц. РНК-полимераза эубактерий содержит 4-8 субъединиц. РНК-полимераза эукариот содержит 10-14 субъединиц. РНК-полимераза архей, как и РНК-полимеразы эукариот не чувствительна к антибиотику рифампицину, ингибирующему инициацию, и антибиотику стрептолидигину 1, ингибирующему элонгацию транскрипции. У эубактерий РНК-полимераза чувствительна к этим антибиотикам.

6. Геном архей в виде кольцевой молекулы ДНК. У некоторых архей обнаружены гистоноподобные белки, связанные с ДНК. Особенность генома архей – наличие многократно повторяющихся нуклеотидных последовательностей, а в генах, кодирующих белки, тРНК и рРНК – нитронов, что характерно для организации генетического материала эукариот.

Выделяют несколько функциональных групп архебактерий:

2. Экстремальные галофилы

3. Экстремальные термофилы и гипертермофилы

Метанобразующие бактерии осуществляют уникальную в живом мире реакцию синтеза метана. Это облигатные анаэробы. Реакция метаногенеза – единственный источник энергии для этих прокариот. Большинство метаногенов могут расти в газовой смеси Н2 + СО2. При этом они осуществляют следующую реакцию:

Процесс образования метана – это восстановление СО2 до СН4. Донором электронов является Н2, а конечным акцептором электронов СО2 (карбонатное дыхание). СО2 также служит источником углерода. Фиксация СО2происходит по циклическому ацетил-КоА-пути, ключевым промежуточным соединением которог является ацетил-КоА, синтезируемый из двух молекул СО2. Кроме водорода метаногены могут окислять уксусную кислоту, метилированные соединения (напрмер, метанол). По типу обмена метаногены являются хемолитоавторофами (если используют Н2 + СО2) или хемоорганогетеротрофами (если используют уксусную кислоту, метанол).

Распространение в природе. Метаногены встречаются в анаэробных местах обитания: В донных отложениях водоемов, в болотах, заболоченных почвах, на рисовых полях, в ЖКТ животных и человека, в рубце жвачных, т.е. там, где идет разложение органического вещества. Метаногены используют продукты брожений (Н2, СО2, уксусная кислота) для образования метана.

Практическое значение. Метаногены используются для получения биогаза – метана.

Экстремальные галофилы

Объединены в порядок Halobacteriales семества Halobacteriacae. Этот порядок включает 6 родов и более 20 видов.

Это небольшая группа архей, которые развиваются в средах с концентрацией NaCl от 12-15 до 32 %. Впервые были обнаружены на соленой рыбе. Они поселяются на соленой рыбе и соленых шкурах животных в виде красного налета, вызывая их порчу. Встречаются на солеварнях (в старину в России красную соль считали царской и везли в Москву). В испарительных прудах и лагунах. В засоленных почвах, в гипергалинных водоемах, где концентрация солей – 200 г/л и более, например, в Мертвом море (здесь высокая концентрация не только Na + , но и Mg 2+ ). В щелочных озерах. Являются экстремофилами.

При понижении концентрации солей их клетки лизируются. Opt концентрация NaCl – 20-26 %. Галобактерии нуждаются не только в ионах Na + и Cl ֿ , но в ионах Mg 2+ и К + .

Ионы Na + необходимы для стабилизации клеточной стенки, т.к. у галобактерий преобладают кислые белки, т.е. белки с повышенным содержанием карбоксильных групп (СООН). Ионы Na + взаимодействуют с отрицательно заряженными молекулами клеточной стенки и придают ей необходимую жесткость. Ионы К + необходимы для поддержания ионного равновесия вне и внутри клетки.

Метаболизм. Галобактерии являются аэробами. Основной способ получения энергии – дыхание. У них имеются дыхательные цепи, полный цикл трикарбоновых кислот. В качестве донора электронов и источника углерода используют органические вещества: аминокислоты, углеводы, органические кислоты.

Галобактерии имеют сложные пищевые потребности. Для роста большинства видов в состав сред должны входить дрожжевой экстракт, пептон, гидролизат казеина, набор витаминов.

В анаэробных условиях в темноте некоторые виды могут переключаться на нитратное дыхание или брожение, сбраживая аргинин.

Фотосинтез – вспомогательный механизм получения энергии, на который переключаются эти бактерии при недостатке в среде О2. У некоторых галобактерий фотосинтез – единственный способ получения энергии. Фотосинтез протекает в бескислородных условиях. В основе бесхлорофилльного фотосинтеза галобактерий лежат светозависимые циклические превращения бактериородопсина.

Экстремальные термофилы и гипертермофилы

Обитают в потоках гидротерамльной воды и газа в районах вулканической деятельности (Исландия, Камчатка и т.д.), а также в глубоководных морских источниках (гидротермах).

Отношение к О2. Аэробы, строгие или фаультативные анаэробы.

Метаболизм. Хемоавтотрофы или хемогетеротрофы, могут быть литотрофами (если окисляют Н2) или органотрофами (если окисляют пептон). Являются сульфидогенами, так как участвуют в обмене серы. В анаэробных условиях восстанавливают молекулярную серу до H2S. В аэробных условиях окисляют H2S до молекулярной серы или H2SO4.

Представители:

Род Sulfolobus – распространены в горячих кислых источниках Температурный диапазон +60 — +90 °С.

Гипертермофилы: Наиболее термоустойчивыми на сегодняшний день являются архебактерии-гипретермофилы р. Pyrococcus («неистовые огненные шарики»)и Pyrodictium (огненная сеть). P. furiosus (морская архебактерия, обитает в геотермальных морских осадках) t диапазон 70-103°С, opt t 100°С. Pyrodictium еще более термоустойчива t диапазон 80-110°С, opt t 105 °С (обитает в подводных гидротермах).

Ссылка на основную публикацию
Эстрогены – женские гормоны здоровья и привлекательности
Что такое эстроген и его уровень в организме человека Время чтения: мин. Выработка эстрогена Когда нужно сдавать анализ крови на...
Эритема у детей инфекционная, кольцевидная, вирусная и другие виды
Эритема Эритематозные высыпания, как и любая кожная сыпь, являются следствием физиологических быстропроходящих или патологических процессов с острым или хроническим течением....
Эритромицин (Erythromycin) — инструкция по применению, состав, аналоги препарата, дозировки, побочны
Инструкция по применению мази Эритромицин Эритромициновая мазь — антибактериальное средство широкого спектра действия. Останавливает развитие инфекционных процессов, проявляя основную активность...
Эстрогены при беременности влияние гормонов на организм будущей мамы, их разновидности и уровень сод
Гормоны, часть вторая: эстрогены Мы обсудили мужские половые гормоны, и теперь логично рассказать о женских. Эстроген и прогестерон не только...
Adblock detector