Πώς ενσωματώνεται ο άνθρακας στη μεταβολική οδό του αερόβια βακτηριακού;
1. Autotrophy:
* φωτοσύνθεση: Ορισμένα αερόβια βακτήρια είναι φωτοαυτοτροφικά, που σημαίνει ότι χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σε οργανικές ενώσεις όπως η γλυκόζη. Αυτή η διαδικασία, παρόμοια με αυτή στα φυτά, περιλαμβάνει τον κύκλο Calvin και χρησιμοποιεί την ενέργεια που αποθηκεύεται σε ΑΤΡ και NADPH που παράγονται από αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως.
* χημειοοτροφία: Άλλα αερόβια βακτηρίδια είναι χημειοαυτοτρόφες, λαμβάνοντας ενέργεια από την οξείδωση των ανόργανων ενώσεων όπως το υδρόθειο (H2S), η αμμωνία (NH3) ή ο σιδηρούχος σίδηρος (Fe2+). Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για να διορθωθεί το CO2 σε οργανικά μόρια μέσω διαφόρων οδών, όπως ο κύκλος Calvin ή ο αναγωγικός κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος (κύκλος RTCA).
2. Ετεροτροφία:
* Οργανικές πηγές άνθρακα: Τα περισσότερα αερόβια βακτήρια είναι ετεροτροφές, που σημαίνει ότι λαμβάνουν άνθρακα από προϋπάρχουσες οργανικές ενώσεις. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να είναι σάκχαρα, υδατάνθρακες, λιπίδια, πρωτεΐνες ή άλλα οργανικά μόρια.
* Καταβολισμός: Τα ετεροτροφικά βακτήρια διασπούν αυτά τα οργανικά μόρια μέσω διαφόρων καταβολικών οδών, όπως η γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs και η οξειδωτική φωσφορυλίωση. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί ενέργεια (ATP) και απελευθερώνει το CO2 ως υποπροϊόν.
3. Σταθεροποίηση άνθρακα:
* Κύκλος Calvin: Ο κύκλος Calvin είναι η πρωτεύουσα οδός σταθεροποίησης άνθρακα σε πολλά αερόβια βακτήρια. Χρησιμοποιεί το CO2 ως πηγή άνθρακα και ενέργεια από ATP και NADPH για την παραγωγή γλυκόζης.
* κύκλος RTCA: Ορισμένα βακτήρια, ιδιαίτερα εκείνα που ζουν σε σκληρά περιβάλλοντα, χρησιμοποιούν τον κύκλο RTCA για να διορθώσουν το CO2. Αυτή η οδός είναι παρόμοια με τον κύκλο Reverse Krebs και επιτρέπει τη σταθεροποίηση του άνθρακα υπό αναερόβιες συνθήκες.
* Άλλα μονοπάτια: Υπάρχουν επίσης και άλλες λιγότερο κοινές οδούς σταθεροποίησης άνθρακα, όπως η υδροξυπροπιονική οδός και ο κύκλος 3-υδροξυπροπιονικών/4-υδροξυβουτυρικών, που βρίσκονται σε ορισμένα βακτήρια.
Ειδικά παραδείγματα:
* βακτήρια νιτροποίησης: Αυτά τα βακτηρίδια είναι χημειοαυτοτροφίες που οξειδώνουν την αμμωνία σε νιτρώδη και στη συνέχεια νιτρώδη σε νιτρικά. Η ενέργεια που αποκτήθηκε από αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιείται για να διορθώσει το CO2 μέσω του κύκλου Calvin.
* Βακτήρια οξειδωτικής θείου: Αυτά τα βακτηρίδια λαμβάνουν ενέργεια με οξείδωση υδρόθειο ή στοιχειακό θείο. Χρησιμοποιούν την ενέργεια για να διορθώσουν το CO2 μέσω του κύκλου Calvin ή άλλων μονοπατιών.
* Βακτήρια οξειδωτικής σιδήρου: Αυτά τα βακτήρια λαμβάνουν ενέργεια από την οξείδωση του σιδήρου σιδήρου. Χρησιμοποιούν αυτήν την ενέργεια για τη σταθεροποίηση του άνθρακα, συχνά μέσω του κύκλου Calvin.
* e. Coli: Αυτό το βακτήριο είναι ένα ετεροτροφές που διασπά τα σάκχαρα όπως η γλυκόζη μέσω της γλυκόλυσης και του κύκλου Krebs για τη δημιουργία ενέργειας.
Συνοπτικά:
Τα αερόβια βακτήρια χρησιμοποιούν διαφορετικούς μηχανισμούς για να ενσωματώσουν τον άνθρακα στις μεταβολικές τους οδούς. Μπορούν να είναι αυτορόφια που χρησιμοποιούν ηλιακό φως ή ανόργανες ενώσεις για ενέργεια ή ετεροτροφίες που διασπούν οργανικά μόρια. Η σταθεροποίηση του άνθρακα, κυρίως μέσω του κύκλου Calvin, είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση και την ανάπτυξή τους. Η συγκεκριμένη οδός που χρησιμοποιείται εξαρτάται από τα βακτηριακά είδη και την περιβαλλοντική του θέση.
