Litotrofy
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 19. června 2018; kontroly vyžadují 34 úprav .Litotrofové (z jiného řeckého λίθος , „kámen“ a další řecké τροφή , „potrava“) jsou organismy , pro které jsou donoři elektronů nezbytní pro procesy biosyntézy (například fixace uhlíku ) nebo ukládání energie (například syntéza ATP ) prostřednictvím aerobních nebo anaerobní dýchání , jsou anorganické látky [1] . Na rozdíl od organotrofů . Chemolithotrofie byla nalezena pouze mezi archaeami a bakteriemi . Mnoho protistů a vyšších rostlin jsou fotolithotrofní, jejichž plastidy (potomci sinic) využívají vodu jako donor elektronů. Litotrofové mohou vytvářet symbiotické vztahy, v takovém případě se nazývají „prokaryotičtí symbionti“. Příkladem takového vztahu je symbióza chemolitotrofních bakterií s obřími mnohoštětinatými červy nebo plastidy uvnitř rostlinných buněk, které mohly pocházet z fotolithotrofních bakterií, jako jsou sinice (viz Symbiogeneze ).
Historie
Termín byl navržen v roce 1946 Lvovem et al [ 2] .
Klasifikace
- Chemolithotrofy – anorganické donory elektronů jsou v buňce oxidovány a elektrony jsou v ETC využívány jako zdroj energie k vytvoření protonového gradientu.
- Chemolithoautotrofy . Většina chemolithotrofů je schopna fixovat CO 2 Calvinovým cyklem apřeměňovat jej na glukózu , čímž jsou autotrofy [3] . Tento proces získávání organické hmoty z CO 2 díky energii oxidace anorganických látek seanalogicky s fotosyntézou nazývá chemosyntéza . Tuto formu metabolismu poprvé popsal mikrobiolog Sergei Vinogradsky .
- Chemolithoheterotrofy nejsou schopny fixovat oxid uhličitý jako zdroj uhlíku a musí spotřebovávat organické sloučeniny z prostředí. Kvůli této závislosti jsou striktní chemolithoheterotrofy extrémně vzácné.
Chemolithoautotrofy mohou být obligátní nebo fakultativní ( mixotrofy ). Fakultativní chemolitoautotrofy využívají kromě schopnosti fixovat uhlík i organickou hmotu. Většina chemolitoautotrofů je mixotrofních.
- Fotolithotrofy - využívají energii světla a anorganické donory elektronů se používají pouze při redukčních reakcích biosyntézy.
- Fotolitoautotrofy . Mezi fotolitotrofní organismy patří fotosyntetické bakterie. Fotolitotrofní bakterie se nacházejí mezi purpurovými sirnými bakteriemi ( Chromatiaceae), zelené bakterie ( Chlorobiaceae a Chloroflexi ), prochlorofyty a sinice . Fialové a zelené sirné bakterie oxidují sulfid, elementární síru, siřičitan, železnaté ionty (Fe 2+ ) nebo vodík (H 2 ). Sinice a prochlorofyty dostávají redukční ekvivalenty, když je voda oxidována na kyslík. Elektrony přijaté od anorganického donoru elektronů se nepoužívají pro syntézu ATP, ale používají se v biosyntetických reakcích. Některé fotolithotrofy přepínají ve tmě svůj metabolismus na chemoorganotrofní.
- Fotolithoheterotrofy – nevyskytují se.
Zástupci
Někteří zástupci Bacteria a Archaea jsou lithotrofové .
Chemolithotrofy jsou [4] [5] [6] [7]
| název | zástupci | Zdroj energie a elektronů | Akceptor dýchacího řetězce |
|---|---|---|---|
| železné bakterie | Acidithiobacillus ferrooxidans | Fe 2+ → Fe 3+ + e - [8] | Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| Bakterie uzlíků | Nitrosomonas | NH 3 ( amoniak ) → NO− 2( dusitany ) + e - [9] |
Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| Nitrifikační bakterie | Nitrobacter | NE− 2(dusitany) → NE− 3( dusičnan ) + e - [10] |
Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| Chemotrofní fialové sirné bakterie | Halothiobacilliaceae | S2- ( sulfid ) → S0 ( síra ) + e- |
Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| sirné bakterie | Chemotrofní Rhodobacteraceae a Thiotrichaceae | S0 ( síra ) → SO2–4 _( sulfát ) + e- |
Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| Aerobní vodíkové bakterie | Cupriavidus metallidurans | H 2 ( vodík ) → H 2 O ( voda ) + e - [11] | Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| Aerobní karboxydobakterie | Pseudomonas karboxydovorans | oxid uhelnatý (CO) → oxid uhličitý (CO 2 ) + e - | Ó 2(kyslík) → H 2O (voda) |
| Anaerobní amoniové oxidanty | Planctomycetes | NH3 ( amoniak ) → N 2(dusík) + e - [12] |
NE− 2(dusitany) |
| thionové bakterie | Thiobacillus denitrificans | S0 ( síra ) → SO2–4 _(síran) + e - [13] |
NE− 3(dusičnan) |
| karboxydobakterie | Pseudomonas karboxydoflava | oxid uhelnatý (CO) → oxid uhličitý (CO 2 ) + e - | NE− 3(dusičnan) |
| Bakterie redukující sírany | Desulfotignum phosphitoxidans | PO3-3 _( fosfit ) → PO3–4 _( fosfát ) + e- |
síran (SO2–4 _) |
| Hydrogenotrofní methanogeny | Methanothermobacter marburgensis | H 2 ( vodík ) → H 2 O ( voda ) + e - | CO 2 ( oxid uhličitý ) |
| Autotrofní homoacetogeny | Clostridium thermoaceticum | H 2 ( vodík ) → H 2 O ( voda ) + e - | CO 2 ( oxid uhličitý ) |
| Hydrogenogenní karboxytrofní bakterie | Carboxydothermus hydrogenoformans | oxid uhelnatý (CO) → oxid uhličitý (CO 2 ) + e - | H 2O (voda) → H 2(vodík) |
| Hydrogenogenní formátotrofní bakterie | Thermococcus onnurineus [14] | mravenčan (HCOO - ) → oxid uhličitý (CO 2 ) + e - | H 2O (voda) → H 2(vodík) |
Viz také
Poznámky
- ↑ Zwolinski, Michele D. " Lithotroph Archivováno z originálu 24. srpna 2013. ." Weber State University . p. 1-2.
- ↑ Lwoff, A., C. B. van Niel, P. J. Ryan a E. L. Tatum (1946). Názvosloví nutričních typů mikroorganismů. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (5. edn.), sv. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, str. 302–303, [1] Archivováno 7. listopadu 2017 na Wayback Machine .
- ↑ Kuenen, G. Oxidation of Anorganic Compounds by Chemolithotrophs // Biology of the Prokaryotes (neopr.) / Lengeler, J.; Drews, G.; Schlegel, H. - John Wiley & Sons , 2009. - S. 242. - ISBN 9781444313307 .
- ↑ Jorge G. Ibanez; Margarita Hernandez-Esparza, Carmen Doria-Serrano, Mono Mohan Singh. Chemie životního prostředí: Základy (neurčité) . - Springer, 2007. - S. 156. - ISBN 978-0-387-26061-7 .
- ↑ Lengeler, Joseph W.; Drews, Gerhart; Schlegel, Hans Gunter. Biologie prokaryot (neopr.) . — Georg Thieme Verlag, 1999. - S. 249. - ISBN 978-3-13-108411-8 .
- ↑ Reddy, K. Ramesh; DeLaune, Ronald D. Biogeochemistry of Wetlands: Science and Applications . - CRC Press , 2008. - S. 466. - ISBN 978-1-56670-678-0 .
- ↑ Canfield, Donald E.; Christensen, Eric; Thamdrup, Bo. Vodní geomikrobiologie (neopr.) . - Elsevier , 2005. - S. 285. - ISBN 978-0-12-026147-5 .
- ↑ Meruane G., Vargas T. Bakteriální oxidace železnatého železa Acidithiobacillus ferrooxidans v rozmezí pH 2,5–7,0 // Hydrometalurgie : časopis. - 2003. - Sv. 71 , č. 1 . - S. 149-158 . - doi : 10.1016/S0304-386X(03)00151-8 .
- ↑ Zwolinski, Michele D. " Lithotroph Archived from original on 24. August 2013. " Weber State University . p. 7.
- ↑ " Nitrifikační bakterie archivovány 12. září 2017 na Wayback Machine ." mocná show . p. 12.
- ↑ Libert M., Esnault L., Jullien M., Bildstein O. Molekulární vodík: zdroj energie pro bakteriální aktivitu při likvidaci jaderného odpadu // Physics and Chemistry of the Earth : journal. - 2010. Archivováno 27. července 2014. Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 30. 8. 2018. Archivováno z originálu 27. 7. 2014.
- ↑ Kartal B., Kuypers MM, Lavik G., Schalk J., Op den Camp HJ, Jetten MS, Strous M. Bakterie Anammox maskované jako denitrifikátory: redukce dusičnanů na plynný dusík přes dusitany a amonium // Environmental Microbiology : journal. - 2007. - Sv. 9 , č. 3 . - str. 635-642 . - doi : 10.1111/j.1462-2920.2006.01183.x . — PMID 17298364 .
- ↑ Zwolinski, Michele D. " Lithotroph Archived from original on 24. August 2013. " Weber State University . p. 3.
- ↑ Kim, JL , Lee, HS , Kim, ES , et al. Růst řízený formátem spojený s produkcí H2 (anglicky) // Nature : journal. - 2010. - Ne. 467 . - S. 352-355 .
 Slovníky a encyklopedie |
|---|