Aerobni organizam
Aerobni organizam ili aerob je organizam koji može preživjeti i rasti u okruženju bogatom kisikom.[1] Sposobnost aerobnog disanja može donijeti korist aerobnom organizmu, jer aerobna respiracija daje više energije od anaerobne.[2] Proizvodnja energije u ćeliji uključuje sintezu ATP-a pomoću enzima koji se zove ATP sintaza. Kod aerobne respiracije, ATP sintaza je povezana s lancem transporta elektrona u kojem kisik djeluje kao terminalni akceptor elektrona.[3] U julu 2020. godine, morski biolozi su izvijestili da su aerobni mikroorganizmi (uglavnom), u "kvazi-suspendiranoj animaciji", pronađeni u organski siromašnim sedimentima, starim do 101,5 miliona godina, 250 stopa ispod morskog dna u Južnopacifičkom vrtlogu ("najmrtvija tačka u okeanu"), i da bi mogli biti najdugovječniji oblici života ikada pronađeni.[4][5]
1: Obligatnim aerobima je neophodan kiseonik, jer oni ne mogu anaerobno da vrše fermenticiju ili dišu. Oni se sakupljaju na vrhu eprivete.
2: Oligatne anaerobe kiseonik truje, tako da se oni sakupljaju na dnu epruvete, gde je koncentracija kiseonika najniža.
3: Fakultativni anaerobi mogu da rastu sa i bez kiseonika, zato što oni mogu da metabolički oslobađaju energiju aerobnim i anaerobnim putem. Oni se uglavnom sakupljaju na vrhu epruvete, jer aerobna respiracija generiše više ATP-a nego bilo fermentacija ili anaerobna respiracija.
4: Mikroaerofilima je potreban kiseonik, jer oni ne mogu da fermentišu ili dišu anaerobno. Međutim, visoke koncentracije kiseonika su otrovne za njih. Oni se sakupljaju u gornjem delu eprovete.
5: Aerotolerantnim organizmima nije neophodan kiseonik, jer oni vrše anaerobno metaboličko oslobađanje energije. Za razliku od obligatnih anaeroba, za njih kiseonik nije otrovan. Oni su ravnomerno rašireni u epriveti.
Tipovi
uredi- Obligatnim aerobima treba kisik za rast. U procesu poznatom kao ćelijsko disanje, ti organizmi koriste kisik za oksidaciju supstrata (na primjer šećera i masti) i stvaranje energije.[6]
- Fakultativni anaerobi koriste kisik ako je dostupan, ali imaju i anaerobne metode proizvodnje energije.[7]
- Mikroaerofilima je kisik neophodan za proizvodnju energije, ali im štete atmosferske koncentracije kisika (21% O2).[6]
- Aerotolerantni anaerobi ne koriste kisik, ali im on ne šteti.[6]
Kada je organizam u stanju preživjeti i u okruženju s kisikom i u anaerobnom okruženju, korištenje Pasteurovog efekta može razlikovati fakultativne anaerobe od aerotolerantnih organizama. Ako organizam koristi fermentaciju u anaerobnom okruženju, dodavanje kisika će uzrokovati da fakultativni anaerobi obustave fermentaciju i počnu koristiti kisik za respiraciju. Aerotolerantni organizmi moraju nastaviti fermentaciju u prisustvu kisika. Fakultativni organizmi rastu i u medijima bogatim kisikom i u medijima bez kisika.
Aerobna respiracija
urediAerobni organizmi koriste proces koji se naziva aerobna respiracija kako bi stvorili ATP iz ADP-a i fosfata. Glukoza (monosaharid) se oksidira kako bi napajala lanac transporta elektrona:[8]
Ova jednačina je sažetak onoga što se događa u tri serije biohemijskih reakcija: glikoliza, Krebsov ciklus (također poznat kao ciklus ciklus limunske kiseline) i oksidativna fosforilacija.
U oksidativnoj fosforilaciji, ATP se sintetizira iz ADP-a i fosfata pomoću ATP sintaze. ATP sintazu pokreće proton-motorna sila stvorena korištenjem energije generisane iz lanca transporta elektrona. Vodikov ion (H+) ima pozitivan naboj i ako je odvojen ćelijskom membranom, stvara razliku u naboju između unutrašnjosti i vanjske strane membrane. Oksidativna fosforilacija se događa u mitohondrijama eukariota.[3]
Za aerobno disanje neophodan je O2 jer djeluje kao terminalni akceptor elektrona u lancu transporta elektrona prokariota. Molekularni kisik se u tom procesu reducira u vodu.[9]
Povezano
urediReference
uredi- ↑ „aerobe at Dorland's Medical Dictionary”.
- ↑ Metals, Microbes, and Minerals - The Biogeochemical Side of Life (1st izd.). Berlin: de Gruyter GmbH & Co. KG. 2021. ISBN 978-3-11-058890-3. OCLC 1201187551.
- 1 2 „The aerobic mitochondrial ATP synthesis from a comprehensive point of view”. Open Biology 10 (10). October 2020. DOI:10.1098/rsob.200224. PMC 7653358. PMID 33081639.
- ↑ „These Microbes May Have Survived 100 Million Years Beneath the Seafloor - Rescued from their cold, cramped and nutrient-poor homes, the bacteria awoke in the lab and grew.”. The New York Times. 28 July 2020. Pristupljeno 31 July 2020.
- ↑ „Aerobic microbial life persists in oxic marine sediment as old as 101.5 million years”. Nature Communications 11 (1). July 2020. Bibcode 2020NatCo..11.3626M. DOI:10.1038/s41467-020-17330-1. PMC 7387439. PMID 32724059.
- 1 2 3 „Nutrition and Growth of Bacteria”. Todar's Online Textbook of Bacteriology. str. 4. Pristupljeno 24 July 2016.
- ↑ Baron S, ur. (1996). „17: Anaerobes:General Characteristics”. Medical Microbiology (4 izd.). Galveston, Texas: University of Texas Medical Branch at Galveston. ISBN 978-0-9631172-1-2. PMID 21413255. Pristupljeno 24 July 2016.
- ↑ Principles of Biochemistry and Biophysics. Laxmi Publications. 2008. str. 530. ISBN 978-81-318-0322-6.
- ↑ Borisov, Vitaliy B.; Verkhovsky, Michael I. (2015-10-23). Stewart, Valley. ur. „Oxygen as Acceptor” (en). EcoSal Plus 6 (2): ecosalplus.ESP–0012–2015. DOI:10.1128/ecosalplus.ESP-0012-2015. ISSN 2324-6200. PMC 11575855. PMID 26734697.