Inligting

7.4: Prokariote Metabolisme - Biologie

7.4: Prokariote Metabolisme - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wat het bakterieë nodig om te groei?

Soos meeste alles anders, het hulle kos nodig. Gegewe die regte toestande, kan bakterieë oornag van net 'n paar selle tot miljoene of biljoene groei.

Prokariote metabolisme

Soos alle lewende dinge, het prokariote energie en koolstof nodig. Hulle voldoen aan hierdie behoeftes op verskeie maniere. Trouens, prokariote het omtrent elke moontlike tipe metabolisme. Hulle kan energie kry van lig (foto) of chemiese verbindings (chemo). Hulle kan koolstof uit koolstofdioksied kry (outotroof) of ander lewende dinge (heterotroof). Die meeste prokariote is chemoheterotrofe. Hulle is afhanklik van ander organismes vir beide energie en koolstof. Baie breek organiese afval en die oorblyfsels van dooie organismes af. Hulle speel belangrike rolle as ontbinders en help om koolstof en stikstof te herwin. Foto-outotrofe is belangrike produsente. Hulle is veral belangrik in akwatiese ekosisteme.

Klassifikasie van prokariote gebaseer op metabolisme

Twee groot voedingsbehoeftes kan gebruik word om prokariote te groepeer. Dit is (1) koolstofmetabolisme, hul bron van koolstof vir die bou van organiese molekules binne die selle, en (2) energiemetabolisme, hul bron van energie wat vir groei gebruik word.

Wat koolstofmetabolisme betref, word prokariote as óf heterotrofies óf outotroof geklassifiseer:

  • Heterotrofiese organismes gebruik organiese verbindings, gewoonlik van ander organismes, as koolstofbronne.
  • Outotrofiese organismes gebruik koolstofdioksied (CO2) as hul enigste bron of hul hoofbron van koolstof. Baie outotrofiese bakterieë is fotosinteties, en kry hul koolstof van die koolstofdioksied in die atmosfeer.

Energiemetabolisme in prokariote word as een van die volgende geklassifiseer:

  • Fototrofiese organismes vang ligenergie van die son op en sit dit om in chemiese energie binne hul selle.
  • Chemotrofiese organismes breek óf organiese óf anorganiese molekules af om energie vir die sel te verskaf. Sommige chemotrofiese organismes kan ook hul organiese energie-voorsienende molekules as 'n koolstofvoorsiening gebruik, wat hulle chemoheterotrofe sal maak.
  • Fotoheterotrofe is organismes wat ligenergie opvang om na chemiese energie in die selle om te skakel, maar hulle kry koolstof van organiese bronne (ander organismes). Voorbeelde is pers nie-swael bakterieë, groen nie-swael bakterieë en heliobakterieë.
  • Chemoheterotrofe is organismes wat hul energiebron en koolstofbron van organiese bronne kry. Chemoheterotrofe moet organiese boublokke verbruik wat hulle nie self kan maak nie. Die meeste kry hul energie van organiese molekules soos suikers. Hierdie voedingsmodus is baie algemeen onder eukariote, insluitend mense.
  • Fotooutotrofe is selle wat ligenergie opvang en koolstofdioksied as hul koolstofbron gebruik. Daar is baie foto-outotrofiese prokariote, wat sianobakterieë insluit. Foto-outotrofiese prokariote gebruik soortgelyke verbindings as dié van plante om ligenergie vas te vang.
  • Chemo-outotrofe is selle wat anorganiese molekules afbreek om energie vir die sel te verskaf, en koolstofdioksied as 'n koolstofbron gebruik. Chemo-outotrofe sluit in prokariote wat waterstofsulfied afbreek (H2S die "vrot eier"-ruikende gas), en ammoniak (NH4).Nitrosomonas, 'n spesie grondbakterie, oksideer NH4+ na nitriet (NO2-). Hierdie reaksie stel energie vry wat die bakterieë gebruik. Baie chemo-outotrofe leef ook in uiterste omgewings soos diepsee-vents.

Hierdie vloeidiagram help om te bepaal of 'n spesie 'n outotroof of 'n heterotroof, 'n fototroof of 'n chemotroof is. Byvoorbeeld, "Verkry koolstof elders?" vra of die bron van koolstof 'n ander organisme is. As die antwoord “ja” is, is die organisme heterotrofies. As die antwoord "nee" is, is die organismes outotrofies.

Opsomming

  • Prokariote vervul hul koolstof- en energiebehoeftes op verskeie maniere. Hulle kan foto-outotrofe, chemo-outotrofe, fotoheterotrofe of chemoheterotrofe wees.

Resensie

  1. Beskryf metabolisme van die meeste prokariote.
  2. Definieer fototrofiese en chemotrofiese organismes.
  3. Wat is foto-outotrofe?
  4. Wat is fotoheterotrofe?

Hulpbronne


7.4 Oksidatiewe Fosforilering

In hierdie afdeling gaan jy die volgende vrae ondersoek:

  • Hoe beweeg elektrone deur die elektronvervoerketting en wat gebeur met hul energievlakke?
  • Hoe word 'n proton (H +) gradiënt gevestig en in stand gehou deur die elektronvervoerketting en hoeveel ATP-molekules word deur chemiosmose geproduseer?

Verbinding vir AP ® kursusse

Die elektrontransportketting (ETC) is die stadium van aërobiese respirasie wat vrye suurstof gebruik as die finale elektronaannemer van die elektrone wat verwyder word tydens glukosemetabolisme in glikolise en die sitroensuursiklus. Die ETC is geleë in membraan van die mitochondriale cristae, 'n area met baie voue wat die oppervlak wat beskikbaar is vir chemiese reaksies vergroot. Elektrone wat deur NADH en FADH gedra word2 word afgelewer aan elektronaanvaarderproteïene wat in die membraan ingebed is terwyl hulle na die finale elektronaanvaarder beweeg, O2, wat water vorm. Die elektrone gaan deur 'n reeks redoksreaksies en gebruik vrye energie by drie punte om waterstofione oor die membraan te vervoer. Hierdie proses dra by tot die vorming van die H + gradiënt wat in chemiosmose gebruik word. Soos die protone in hul konsentrasiegradiënt afgedryf word deur ATP-sintase, word ATP gegenereer uit ADP en anorganiese fosfaat. Onder aërobiese toestande kan die stadiums van sellulêre respirasie 36-38 ATP genereer.

Inligting aangebied en die voorbeelde wat in die afdeling uitgelig word, ondersteun konsepte wat in Big Idea 2 van die AP ® Biologie Kurrikulumraamwerk uiteengesit word, soos in die tabel getoon. Soos in die tabel getoon, strook konsepte wat in hierdie afdeling gedek word ook met die leerdoelwitte wat in die Kurrikulumraamwerk gelys word, wat 'n deursigtige grondslag vir die AP ® Biologiekursus, 'n ondersoekgebaseerde laboratoriumervaring, onderrigaktiwiteite en AP ® eksamenvrae bied. 'n Leerdoelwit voeg vereiste inhoud saam met een of meer van die sewe Wetenskappraktyke.

Groot idee 2 Biologiese stelsels gebruik vrye energie en molekulêre boublokke om te groei, voort te plant en om dinamiese homeostase te handhaaf.
Blywende begrip 2.A Groei, voortplanting en instandhouding van lewende sisteme vereis vrye energie en materie.
Noodsaaklike kennis 2.A.1 Alle lewende sisteme vereis konstante insette van gratis energie.
Wetenskappraktyk 1.4 Die student kan voorstellings en modelle gebruik om situasies te analiseer of probleme kwalitatief en kwantitatief op te los.
Wetenskappraktyk 3.1 Die student kan wetenskaplike vrae stel.
Leerdoelwit 2.4 Die student is in staat om voorstellings te gebruik om wetenskaplike vrae te stel oor watter meganismes en strukturele kenmerke organismes toelaat om vrye energie op te vang, te berg en te gebruik.
Noodsaaklike kennis 2.A.1 Alle lewende sisteme vereis konstante insette van gratis energie.
Wetenskappraktyk 6.2 Die student kan verduidelikings van verskynsels konstrueer gebaseer op bewyse wat deur wetenskaplike praktyke geproduseer is.
Leerdoelwit 2.5 Die student is in staat om verduidelikings te konstrueer van die meganismes en strukturele kenmerke van selle wat organismes toelaat om vrye energie op te vang, te berg of te gebruik.

Onderwyserondersteuning

Stel oksidatiewe fosforilering bekend deur beeldmateriaal soos hierdie video te gebruik.

Laat studente 'n visuele voorstelling skep wat 'n oorsig toon van glikolise en die sitroensuursiklus en hoe die siklusse met mekaar verband hou.

'n Voorbeeld word hier geïllustreer.

Die Wetenskappraktyk-uitdagingsvrae bevat bykomende toetsvrae vir hierdie afdeling wat jou sal help om vir die AP-eksamen voor te berei. Hierdie vrae handel oor die volgende standaarde:
[APLO 2.5][APLO 2.15][APLO 2.18][APLO 2.22]

Jy het sopas gelees oor twee maniere om glukosekatabolisme bekend te stel—glikolise en die sitroensuursiklus—wat ATP genereer. Die meeste van die ATP wat tydens die aërobiese katabolisme van glukose gegenereer word, word egter nie direk vanaf hierdie weë gegenereer nie. Dit is eerder afgelei van 'n proses wat begin met die beweging van elektrone deur 'n reeks elektronvervoerders wat redoksreaksies ondergaan. Dit veroorsaak dat waterstofione in die intermembraneuse ruimte ophoop. Daarom vorm 'n konsentrasiegradiënt waarin waterstofione uit die intermembraneuse ruimte diffundeer in die mitochondriale matriks deur deur ATP-sintase te gaan. Die stroom van waterstofione dryf die katalitiese werking van ATP-sintase aan, wat ADP fosforileer en ATP produseer.

Elektronvervoerketting

Die elektronvervoerketting (Figuur 7.11) is die laaste komponent van aërobiese respirasie en is die enigste deel van glukosemetabolisme wat atmosferiese suurstof gebruik. Suurstof diffundeer voortdurend in plante by diere, dit gaan die liggaam binne deur die respiratoriese stelsel. Elektronvervoer is 'n reeks redoksreaksies wat soos 'n aflosresies of emmerbrigade lyk deurdat elektrone vinnig van een komponent na die volgende oorgedra word, na die eindpunt van die ketting waar die elektrone molekulêre suurstof verminder en water produseer. Daar is vier komplekse saamgestel uit proteïene, gemerk I tot IV in Figuur 7.11, en die samevoeging van hierdie vier komplekse, tesame met geassosieerde mobiele, bykomstige elektrondraers, word die elektrontransportketting genoem. Die elektrontransportketting is in veelvoudige kopieë in die binneste mitochondriale membraan van eukariote en die plasmamembraan van prokariote teenwoordig.

Kompleks ek

Om mee te begin, word twee elektrone na die eerste kompleks aan boord van NADH gedra. Hierdie kompleks, gemerk I, is saamgestel uit flavienmononukleotied (FMN) en 'n yster-swael (Fe-S)-bevattende proteïen. FMN, wat afgelei is van vitamien B2, ook genoem riboflavien, is een van verskeie prostetiese groepe of ko-faktore in die elektronvervoerketting. 'n Prostetiese groep is 'n nie-proteïenmolekule wat benodig word vir die aktiwiteit van 'n proteïen. Prostetiese groepe is organiese of anorganiese, nie-peptiedmolekules gebind aan 'n proteïen wat sy funksie fasiliteer. prostetiese groepe sluit in ko-ensieme, wat die prostetiese groepe van ensieme is. Die ensiem in kompleks I is NADH dehidrogenase en bestaan ​​uit 44 afsonderlike polipeptiedkettings. Kompleks I kan vier waterstofione oor die membraan pomp vanaf die matriks na die intermembraanruimte, en dit is op hierdie manier dat die waterstofioongradiënt gevestig en in stand gehou word tussen die twee kompartemente wat deur die binneste mitochondriale membraan geskei word.

Q en Kompleks II

Kompleks II ontvang direk FADH2, wat nie deur kompleks I gaan nie. Die verbinding wat die eerste en tweede komplekse met die derde verbind is ubiquinone (Q). Die Q-molekule is lipiedoplosbaar en beweeg vrylik deur die hidrofobiese kern van die membraan. Sodra dit verminder is, (QH2), lewer ubiquinone sy elektrone na die volgende kompleks in die elektronvervoerketting. Q ontvang die elektrone afkomstig van NADH van kompleks I, en die elektrone afkomstig van FADH2 uit kompleks II. Hierdie ensiem en FADH2 vorm 'n klein kompleks wat elektrone direk aan die elektronvervoerketting lewer en die eerste kompleks omseil. Aangesien hierdie elektrone omseil en dus nie die protonpomp in die eerste kompleks bekragtig nie, word minder ATP-molekules uit die FADH gemaak2 elektrone. Die aantal ATP-molekules wat uiteindelik verkry word, is direk eweredig aan die aantal protone wat oor die binneste mitochondriale membraan gepomp word.

Kompleks III

Die derde kompleks is saamgestel uit sitochroom b, 'n ander Fe-S-proteïen, Rieske-sentrum (2Fe-2S-sentrum), en sitochroom c-proteïene, hierdie kompleks word ook sitochroom-oksidoreduktase genoem. Sitochroomproteïene het 'n prostetiese groep heem. Die heemmolekule is soortgelyk aan die heem in hemoglobien, maar dit dra elektrone, nie suurstof nie. As gevolg hiervan word die ysterioon by sy kern gereduseer en geoksideer soos dit die elektrone verbygaan, wat wissel tussen verskillende oksidasietoestande: Fe ++ (gereduseer) en Fe +++ (geoksideer). Die heemmolekules in die sitochrome het effens verskillende eienskappe as gevolg van die effekte van die verskillende proteïene wat hulle bind, wat effens verskillende eienskappe aan elke kompleks gee. Kompleks III pomp protone deur die membraan en stuur sy elektrone na sitochroom c vir vervoer na die vierde kompleks van proteïene en ensieme (sitochroom c is egter die aanvaarder van elektrone vanaf Q, terwyl Q pare elektrone dra, kan sitochroom c slegs een by n tyd).

Kompleks IV

Die vierde kompleks is saamgestel uit sitochroomproteïene c, a en a3. Hierdie kompleks bevat twee heemgroepe (een in elk van die twee sitochrome, a en a3) en drie koperione ('n paar CuA en een CuB in sitochroom a3). Die sitochrome hou 'n suurstofmolekule baie styf tussen die yster- en koperione vas totdat die suurstof heeltemal verminder is. Die verminderde suurstof tel dan twee waterstofione uit die omliggende medium op om water te maak (H2O). Die verwydering van die waterstofione uit die sisteem dra by tot die ioongradiënt wat in die proses van chemiosmose gebruik word.

Chemiosmose

In chemiosmose word die vrye energie van die reeks redoksreaksies wat pas beskryf is, gebruik om waterstofione (protone) oor die membraan te pomp. Die ongelyke verspreiding van H + ione oor die membraan vestig beide konsentrasie en elektriese gradiënte (dus 'n elektrochemiese gradiënt), as gevolg van die waterstofione se positiewe lading en hul aggregasie aan die een kant van die membraan.

As die membraan oop was vir diffusie deur die waterstofione, sou die ione geneig wees om terug in die matriks te diffundeer, aangedryf deur hul elektrochemiese gradiënt. Onthou dat baie ione nie deur die nie-polêre streke van fosfolipiedmembrane kan diffundeer sonder die hulp van ioonkanale nie. Net so kan waterstofione in die matriksruimte slegs deur die binneste mitochondriale membraan beweeg deur 'n integrale membraanproteïen genaamd ATP-sintase (Figuur 7.12). Hierdie komplekse proteïen dien as 'n klein opwekker, gedraai deur die krag van die waterstofione wat daardeur diffundeer, af in hul elektrochemiese gradiënt. Die draai van dele van hierdie molekulêre masjien vergemaklik die byvoeging van 'n fosfaat tot ADP, wat ATP vorm, deur die potensiële energie van die waterstofioongradiënt te gebruik.

Visuele verbinding

  1. DNP versprei die protongradiënt in die matriks, wat die produksie van ATP voorkom. Die liggaam verhoog dan sy metaboliese tempo, wat lei tot gewigsverlies.
  2. DNP verminder die protongradiënt in die binneste mitochondriale ruimte, wat lei tot vinnige verbruik van asetiel-CoA, wat gewigsverlies veroorsaak.
  3. DNP blokkeer die beweging van protone deur die ATP-sintase, wat ATP-produksie stop. Die gestoorde energie verdwyn as hitte, wat gewigsverlies veroorsaak.
  4. DNP ontkoppel die produksie van ATP deur die protongradiënt in die matriks te verhoog. Die gestoor energie verdwyn as hitte, wat gewigsverlies veroorsaak.

Chemiosmose (Figuur 7.13) word gebruik om 90 persent van die ATP te genereer wat tydens aërobiese glukosekatabolisme gemaak word, dit is ook die metode wat gebruik word in die ligreaksies van fotosintese om die energie van sonlig in die proses van fotofosforilering te benut. Onthou dat die produksie van ATP deur die proses van chemiosmose in mitochondria oksidatiewe fosforilering genoem word. Die algehele resultaat van hierdie reaksies is die produksie van ATP uit die energie van die elektrone wat van waterstofatome verwyder is. Hierdie atome was oorspronklik deel van 'n glukosemolekule. Aan die einde van die pad word die elektrone gebruik om 'n suurstofmolekule tot suurstofione te reduseer. Die ekstra elektrone op die suurstof lok waterstofione (protone) uit die omliggende medium, en water word gevorm.

Visuele verbinding

  1. Die protonkonsentrasie van die intermembraanruimte sal afneem, wat die produksie van ATP stop.
  2. Die protonkonsentrasie van die intermembraanruimte sal toeneem, wat tot ATP-vorming lei.
  3. Die waterstofioonkonsentrasie van die intermembraanruimte sal afneem, wat 'n hoë produksie van ATP veroorsaak.
  4. Die protonkonsentrasie van die intermembraanruimte sal toeneem, wat die produksie van ATP in groot hoeveelhede veroorsaak.

ATP opbrengs

Die aantal ATP-molekules wat deur die katabolisme van glukose gegenereer word, verskil. Die aantal waterstofione wat die elektrontransportkettingkomplekse deur die membraan kan pomp, wissel byvoorbeeld tussen spesies. Nog 'n bron van variansie spruit uit die pendel van elektrone oor die membrane van die mitochondria. (Die NADH wat deur glikolise gegenereer word, kan nie maklik mitochondria binnedring nie.) Elektrone word dus aan die binnekant van mitochondria deur óf NAD + óf FAD + opgetel. Soos jy vroeër geleer het, kan hierdie FAD + molekules minder ione vervoer gevolglik, minder ATP molekules word gegenereer wanneer FAD + as 'n draer optree. NAD + word gebruik as die elektronvervoerder in die lewer en FAD + tree in die brein op.

Nog 'n faktor wat die opbrengs van ATP-molekules wat uit glukose gegenereer word, beïnvloed, is die feit dat intermediêre verbindings in hierdie weë vir ander doeleindes gebruik word. Glukosekatabolisme verbind met die paaie wat alle ander biochemiese verbindings in selle bou of afbreek, en die resultaat is ietwat morsiger as die ideale situasies wat tot dusver beskryf is. Byvoorbeeld, ander suikers as glukose word in die glikolitiese pad ingevoer vir energie-ekstraksie. Boonop word die vyfkoolstofsuikers wat nukleïensure vorm, gemaak van tussenprodukte in glikolise. Sekere nie-essensiële aminosure kan gemaak word uit tussenprodukte van beide glikolise en die sitroensuursiklus. Lipiede, soos cholesterol en trigliseriede, word ook gemaak van intermediêre in hierdie weë, en beide aminosure en trigliseriede word vir energie deur hierdie weë afgebreek. In lewende stelsels haal hierdie paaie van glukose -katabolisme ongeveer 34 persent van die energie in glukose uit.

Wetenskappraktykverbinding vir AP®-kursusse

Aktiwiteit

Gebruik konstruksiepapier en ander kunsmateriaal om jou eie diagram van die elektronvervoerketting (ETC) te skep. Maak seker dat jy alle dele van die elektronvervoerketting insluit, sowel as die elektrone self, NAD+ en NADH, en suurstof. Op jou diagram, benoem alle dele van die ENS wat die vrye energie van elektrone na 'n ander vorm oordra. Gebruik dan jou model om voorspellings oor elk van die volgende te maak. Deel dan jou antwoorde met die klas.


Behoeftes van Prokariote

Die diverse omgewings en ekosisteme op Aarde het 'n wye reeks toestande in terme van temperatuur, beskikbare voedingstowwe, suurgehalte, soutgehalte, suurstofbeskikbaarheid en energiebronne. Prokariote is baie goed toegerus om hul bestaan ​​uit 'n groot verskeidenheid voedingstowwe en omgewingstoestande te maak. Om te lewe, benodig prokariote 'n bron van energie, 'n bron van koolstof en 'n paar bykomende voedingstowwe.

Makronutriënte

Selle is in wese 'n goed georganiseerde samestelling van makromolekules en water. Onthou dat makromolekules geproduseer word deur die polimerisasie van kleiner eenhede wat monomere genoem word. Vir selle om al die molekules te bou wat nodig is om lewe te onderhou, benodig hulle sekere stowwe, wat gesamentlik voedingstowwe genoem word. Wanneer prokariote in die natuur groei, moet hulle hul voedingstowwe uit die omgewing verkry. Voedingstowwe wat in groot hoeveelhede benodig word, word genoem makrovoedingstowwe, terwyl dié wat benodig word in kleiner of spoorhoeveelhede genoem word mikrovoedingstowwe. Net 'n handjievol elemente word as makrovoedingstowwe beskou - koolstof, waterstof, suurstof, stikstof, fosfor en swael. ('n Mnemoniek om hierdie elemente te onthou is die akroniem CHONPS.)

Hoekom word hierdie makrovoedingstowwe in groot hoeveelhede benodig? Hulle is die komponente van organiese verbindings in selle, insluitend water. Koolstof is die belangrikste element in alle makromolekules: koolhidrate, proteïene, nukleïensure, lipiede en baie ander verbindings. Koolstof maak ongeveer 50 persent van die samestelling van die sel uit. In teenstelling hiermee verteenwoordig stikstof slegs 12 persent van die totale droë gewig van 'n tipiese sel. Stikstof is 'n komponent van proteïene, nukleïensure en ander selbestanddele. Die meeste van die stikstof wat in die natuur beskikbaar is, is óf atmosferiese stikstof (N2) of 'n ander anorganiese vorm. Diatomies (N2) stikstof kan egter net deur sekere mikroörganismes, wat stikstofbindende organismes genoem word, in ’n organiese vorm omgeskakel word. Beide waterstof en suurstof is deel van baie organiese verbindings en van water. Fosfor word deur alle organismes benodig vir die sintese van nukleotiede en fosfolipiede. Swael is deel van die struktuur van sommige aminosure soos sisteïen en metionien, en is ook teenwoordig in verskeie vitamiene en koënsieme. Ander belangrike makrovoedingstowwe is kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca) en natrium (Na). Alhoewel hierdie elemente in kleiner hoeveelhede benodig word, is dit baie belangrik vir die struktuur en funksie van die prokariotiese sel.

Mikrovoedingstowwe

Benewens hierdie makrovoedingstowwe benodig prokariote verskeie metaalelemente in klein hoeveelhede. Daar word na hulle verwys as mikrovoedingstowwe of spoorelemente. Yster is byvoorbeeld nodig vir die funksie van die sitochrome betrokke by elektronvervoerreaksies. Sommige prokariote benodig ander elemente - soos boor (B), chroom (Cr) en mangaan (Mn) - hoofsaaklik as ensiemkofaktore.

Die maniere waarop prokariote energie verkry

Prokariote word geklassifiseer volgens die manier waarop hulle energie verkry, en deur die koolstofbron wat hulle gebruik om organiese molekules te produseer. Hierdie kategorieë word opgesom in (Figuur). Prokariote kan verskillende bronne van energie gebruik om die ATP te genereer wat nodig is vir biosintese en ander sellulêre aktiwiteite. Fototrofe (of fototrofiese organismes) verkry hul energie uit sonlig. Fototrofe vang die energie van lig vas met behulp van chlorofille, of in 'n paar gevalle, bakteriese rodopsien. (Rhodopsien-gebruikende fototrofe, vreemd genoeg, is fototrofies, maar nie fotosinteties nie, aangesien hulle nie koolstof bind nie.) Chemotrofe (of chemosintetiese organismes) verkry hul energie van chemiese verbindings. Chemotrofe wat organiese verbindings as energiebronne kan gebruik, word chemo-organotrofe genoem. Diegene wat anorganiese verbindings, soos swael- of ysterverbindings, as energiebronne kan gebruik, word chemolitotrofe genoem.

Energieproduserende weë kan óf aërobies wees, met suurstof as die terminale elektronaanvaarder, óf anaërobies, met óf eenvoudige anorganiese verbindings óf organiese molekules as die terminale elektronaannemer. Aangesien prokariote vir byna 'n biljoen jaar op Aarde geleef het voordat fotosintese aansienlike hoeveelhede suurstof vir aërobiese respirasie geproduseer het, is baie spesies van beide Bacteria en Archaea anaërobies en hul metaboliese aktiwiteite is belangrik in die koolstof- en stikstofsiklusse wat hieronder bespreek word.

Die maniere waarop prokariote koolstof verkry

Prokariote kan nie net verskillende bronne van energie gebruik nie, maar ook verskillende bronne van koolstofverbindings. Outotrofiese prokariote sintetiseer organiese molekules uit koolstofdioksied. Daarenteen verkry heterotrofiese prokariote koolstof uit organiese verbindings. Om die prentjie meer kompleks te maak, kan die terme wat beskryf hoe prokariote energie en koolstof verkry, gekombineer word. Foto-outotrofe gebruik dus energie van sonlig, en koolstof van koolstofdioksied en water, terwyl chemoheterotrofe beide energie en koolstof van 'n organiese chemiese bron verkry. Chemolito-outotrofe verkry hul energie van anorganiese verbindings, en hulle bou hul komplekse molekules uit koolstofdioksied. Laastens, prokariote wat hul energie van lig kry, maar hul koolstof van organiese verbindings, is fotoheterotrofe. Die tabel hieronder ((Figuur)) som koolstof- en energiebronne in prokariote op.

Energiebronne in Prokariote

  • Lig
    • Chemikalieë
    • Chemotrofe
      • Organiese chemikalieë
      • Anorganiese chemikalieë
      • Chemo-organotrofe
      • Chemolifotrofe

      Koolstofbronne in prokariote


      Koolstof is een van die belangrikste makrovoedingstowwe, en prokariote speel 'n belangrike rol in die koolstofsiklus ([skakel]). Koolstof word deur die Aarde se belangrikste reservoirs gesirkel: land, die atmosfeer, akwatiese omgewings, sedimente en rotse, en biomassa. Die beweging van koolstof is via koolstofdioksied, wat deur landplante en mariene prokariote uit die atmosfeer verwyder word, en na die atmosfeer teruggekeer word deur die asemhaling van chemo-organotrofiese organismes, insluitend prokariote, swamme en diere. Alhoewel die grootste koolstofreservoir in terrestriële ekosisteme in rotse en sedimente is, is daardie koolstof nie geredelik beskikbaar nie.

      'n Groot hoeveelheid beskikbare koolstof word in landplante gevind. Plante, wat produsente is, gebruik koolstofdioksied uit die lug om koolstofverbindings te sintetiseer. Verwant hiermee is een baie belangrike bron van koolstofverbindings humus, wat 'n mengsel is van organiese materiale van dooie plante en prokariote wat ontbinding weerstaan ​​het. Verbruikers soos diere gebruik organiese verbindings wat deur produsente gegenereer word en stel koolstofdioksied aan die atmosfeer vry. Dan voer bakterieë en swamme, wat gesamentlik ontbinders genoem word, die afbreek (ontbinding) van plante en diere en hul organiese verbindings uit. Die belangrikste bydraer van koolstofdioksied tot die atmosfeer is mikrobiese ontbinding van dooie materiaal (dooie diere, plante en humus) wat asemhaling ondergaan.

      In waterige omgewings en hul anoksiese sedimente vind daar nog 'n koolstofsiklus plaas. In hierdie geval is die siklus gebaseer op eenkoolstofverbindings. In anoksiese sedimente produseer prokariote, meestal archaea, metaan (CH4). Hierdie metaan beweeg na die sone bokant die sediment, wat ryker is aan suurstof en ondersteun bakterieë genaamd metaanoksideermiddels wat metaan oksideer na koolstofdioksied, wat dan na die atmosfeer terugkeer.



      Prokariotiese metabolisme

      Prokariote is metabolies diverse organismes. Daar is baie verskillende omgewings op Aarde met verskeie energie- en koolstofbronne, en veranderlike toestande. Prokariote kon in elke omgewing leef deur enige energie- en koolstofbronne te gebruik wat beskikbaar is. Prokariote vul baie nisse op Aarde, insluitend om betrokke te wees by voedingstofsiklusse soos stikstof- en koolstofsiklusse, ontbindende dooie organismes en floreer in lewende organismes, insluitend mense. Die baie wye reeks omgewings wat prokariote beset is moontlik omdat hulle uiteenlopende metaboliese prosesse het.

      Behoeftes van Prokariote

      Die diverse omgewings en ekosisteme op Aarde het 'n wye reeks toestande in terme van temperatuur, beskikbare voedingstowwe, suurheid, soutgehalte en energiebronne. Prokariote is baie goed toegerus om hul bestaan ​​uit 'n groot verskeidenheid voedingstowwe en toestande te maak. Om te lewe, benodig prokariote 'n bron van energie, 'n bron van koolstof en 'n paar bykomende voedingstowwe.

      Makronutriënte

      Selle is in wese 'n goed georganiseerde samestelling van makromolekules en water. Onthou dat makromolekules geproduseer word deur die polimerisasie van kleiner eenhede wat monomere genoem word. Vir selle om al die molekules te bou wat nodig is om lewe te onderhou, benodig hulle sekere stowwe, gesamentlik genoem voedingstowwe. Wanneer prokariote in die natuur groei, kry hulle hul voedingstowwe uit die omgewing. Voedingstowwe wat in groot hoeveelhede benodig word, word makrovoedingstowwe genoem, terwyl dié wat in kleiner hoeveelhede of spoorhoeveelhede benodig word, mikrovoedingstowwe genoem word. Net 'n handjievol elemente word as makrovoedingstowwe beskou - koolstof, waterstof, suurstof, stikstof, fosfor en swael. ('n Mnemoniek om hierdie elemente te onthou is die akroniem CHONPS.)

      Hoekom word hierdie makrovoedingstowwe in groot hoeveelhede benodig? Hulle is die komponente van organiese verbindings in selle, insluitend water. Koolstof is die belangrikste element in alle makromolekules: koolhidrate, proteïene, nukleïensure, lipiede en baie ander verbindings. Koolstof maak ongeveer 50 persent van die samestelling van die sel uit. Stikstof verteenwoordig 12 persent van die totale droë gewig van 'n tipiese sel en is 'n komponent van proteïene, nukleïensure en ander selbestanddele. Die meeste van die stikstof wat in die natuur beskikbaar is, is óf atmosferiese stikstof (N2) of 'n ander anorganiese vorm. Diatomies (N2) stikstof kan egter net deur sekere organismes, wat stikstofbindende organismes genoem word, in 'n organiese vorm omgeskakel word. Beide waterstof en suurstof is deel van baie organiese verbindings en van water. Fosfor word deur alle organismes benodig vir die sintese van nukleotiede en fosfolipiede. Swael is deel van die struktuur van sommige aminosure soos sisteïen en metionien, en is ook teenwoordig in verskeie vitamiene en koënsieme. Ander belangrike makrovoedingstowwe is kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca) en natrium (Na). Alhoewel hierdie elemente in kleiner hoeveelhede benodig word, is dit baie belangrik vir die struktuur en funksie van die prokariotiese sel.

      Mikrovoedingstowwe

      Benewens hierdie makrovoedingstowwe benodig prokariote verskeie metaalelemente in klein hoeveelhede. Daar word na hulle verwys as mikrovoedingstowwe of spoorelemente. Yster is byvoorbeeld nodig vir die funksie van die sitochrome betrokke by elektronvervoerreaksies. Sommige prokariote benodig ander elemente - soos boor (B), chroom (Cr) en mangaan (Mn) - hoofsaaklik as ensiemkofaktore.

      Die maniere waarop prokariote energie verkry

      Prokariote kan verskillende bronne van energie gebruik om makromolekules uit kleiner molekules saam te stel. Fototrofe (of fototrofiese organismes) verkry hul energie uit sonlig. Chemotrofe (of chemosintetiese organismes) kry hul energie uit chemiese verbindings. Chemotrofe wat organiese verbindings as energiebronne kan gebruik, word chemo-organotrofe genoem. Diegene wat ook anorganiese verbindings as energiebronne kan gebruik, word chemolitotrofe genoem.

      Die maniere waarop prokariote koolstof verkry

      Prokariote kan nie net verskillende bronne van energie gebruik nie, maar ook verskillende bronne van koolstofverbindings. Onthou dat organismes wat in staat is om anorganiese koolstof te bind, outotrofe genoem word. Outotrofiese prokariote sintetiseer organiese molekules uit koolstofdioksied. Daarenteen verkry heterotrofiese prokariote koolstof uit organiese verbindings. Om die prentjie meer kompleks te maak, kan die terme wat beskryf hoe prokariote energie en koolstof verkry, gekombineer word. Foto-outotrofe gebruik dus energie van sonlig, en koolstof van koolstofdioksied en water, terwyl chemoheterotrofe energie en koolstof van 'n organiese chemiese bron verkry. Chemolito-outotrofe verkry hul energie van anorganiese verbindings, en hulle bou hul komplekse molekules uit koolstofdioksied. Die tabel hieronder ([skakel]) som koolstof- en energiebronne in prokariote op.

      Koolstof- en energiebronne in prokariote
      Energiebronne Koolstofbronne
      Lig Chemikalieë Koolstofdioksied Organiese verbindings
      Fototrofe Chemotrofe Outotrofe Heterotrofe
      Organiese chemikalieë Anorganiese chemikalieë
      Chemo-organotrofe Chemolitotrofe

      Rol van prokariote in ekosisteme

      Prokariote is alomteenwoordig: Daar is geen nis of ekosisteem waarin hulle nie teenwoordig is nie. Prokariote speel baie rolle in die omgewings wat hulle beset. Die rolle wat hulle speel in die koolstof- en stikstofsiklusse is noodsaaklik vir lewe op Aarde.

      Prokariote en die koolstofsiklus

      Koolstof is een van die belangrikste makrovoedingstowwe, en prokariote speel 'n belangrike rol in die koolstofsiklus ([skakel]). Koolstof word deur die Aarde se belangrikste reservoirs gesirkel: land, die atmosfeer, akwatiese omgewings, sedimente en rotse, en biomassa. Die beweging van koolstof is via koolstofdioksied, wat deur landplante en mariene prokariote uit die atmosfeer verwyder word, en na die atmosfeer teruggekeer word deur die asemhaling van chemo-organotrofiese organismes, insluitend prokariote, swamme en diere. Alhoewel die grootste koolstofreservoir in terrestriële ekosisteme in rotse en sedimente is, is daardie koolstof nie geredelik beskikbaar nie.

      'n Groot hoeveelheid beskikbare koolstof word in landplante gevind. Plante, wat produsente is, gebruik koolstofdioksied uit die lug om koolstofverbindings te sintetiseer. Verwant hiermee is een baie belangrike bron van koolstofverbindings humus, wat 'n mengsel is van organiese materiale van dooie plante en prokariote wat ontbinding weerstaan ​​het. Verbruikers soos diere gebruik organiese verbindings wat deur produsente gegenereer word en stel koolstofdioksied aan die atmosfeer vry. Toe, bakterieë en swamme, gesamentlik genoem ontbinders, voer die afbreek (ontbinding) van plante en diere en hul organiese verbindings uit. Die belangrikste bydraer van koolstofdioksied tot die atmosfeer is mikrobiese ontbinding van dooie materiaal (dooie diere, plante en humus) wat asemhaling ondergaan.

      In waterige omgewings en hul anoksiese sedimente vind daar nog 'n koolstofsiklus plaas. In hierdie geval is die siklus gebaseer op eenkoolstofverbindings. In anoksiese sedimente produseer prokariote, meestal archaea, metaan (CH4). Hierdie metaan beweeg na die sone bokant die sediment, wat ryker is aan suurstof en ondersteun bakterieë genaamd metaanoksideerders wat metaan oksideer na koolstofdioksied, wat dan na die atmosfeer terugkeer.

      Prokariote en die stikstofsiklus

      Stikstof is 'n baie belangrike element vir lewe, want dit is deel van proteïene en nukleïensure. Dit is 'n makrovoedingstof, en in die natuur word dit herwin van organiese verbindings na ammoniak, ammoniumione, nitraat, nitriet en stikstofgas deur talle prosesse, waarvan baie slegs deur prokariote uitgevoer word. Soos geïllustreer in [skakel], is prokariote die sleutel tot die stikstofsiklus. Die grootste poel stikstof wat in die terrestriële ekosisteem beskikbaar is, is gasvormige stikstof uit die lug, maar hierdie stikstof is nie bruikbaar deur plante, wat primêre produsente is nie. Gasvormige stikstof word omskep, of "gefix" in meer geredelik beskikbare vorme soos ammoniak deur die proses van stikstofbinding. Ammoniak kan deur plante gebruik word of na ander vorme omgeskakel word.

      Nog 'n bron van ammoniak is ammonifikasie, die proses waardeur ammoniak vrygestel word tydens die ontbinding van stikstofbevattende organiese verbindings. Ammoniak wat na die atmosfeer vrygestel word, verteenwoordig egter slegs 15 persent van die totale stikstof wat vrygestel word, die res is as N2 en N.2O. Ammoniak word anaërobies deur sommige prokariote gekataboliseer, wat N lewer2 as die finale produk. Nitrifikasie is die omskakeling van ammonium na nitriet en nitraat. Nitrifikasie in gronde word uitgevoer deur bakterieë wat aan die genera behoort Nitrosomas, Nitrobakter, en Nitrospira. Die bakterieë voer die omgekeerde proses uit, die vermindering van nitraat uit die grond na gasvormige verbindings soos N2O, NEE en N2, 'n proses genoem denitrifikasie.

      Watter van die volgende stellings oor die stikstofsiklus is onwaar?

      1. Stikstofbindende bakterieë kom op die wortelknoppies van peulplante en in die grond voor.
      2. Denitrifiserende bakterieë omskep nitrate (NO3 - ) in stikstofgas (N2).
      3. Ammonifikasie is die proses waardeur ammoniumioon (NH4 + ) word vrygestel van ontbindende organiese verbindings.
      4. Nitrifikasie is die proses waardeur nitriete (NO2 - ) word omgeskakel na ammoniumioon (NH4 + ).

      Afdeling Opsomming

      Prokariote is die mees metabolies diverse organismes wat hulle floreer in baie verskillende omgewings met verskeie koolstofenergie en koolstofbronne, veranderlike temperatuur, pH, druk en waterbeskikbaarheid. Voedingstowwe wat in groot hoeveelhede benodig word, word makrovoedingstowwe genoem, terwyl dié wat in spoorhoeveelhede benodig word, mikrovoedingstowwe of spoorelemente genoem word. Makronutriënte sluit C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca en Na in. Benewens hierdie makrovoedingstowwe benodig prokariote verskeie metaalelemente vir groei en ensiemfunksie. Prokariote gebruik verskillende bronne van energie om makromolekules uit kleiner molekules saam te stel. Fototrofe verkry hul energie uit sonlig, terwyl chemotrofe energie van chemiese verbindings verkry.

      Prokariote speel rolle in die koolstof- en stikstofsiklusse. Koolstof word na die atmosfeer teruggekeer deur die asemhaling van diere en ander chemo-organotrofiese organismes. Verbruikers gebruik organiese verbindings wat deur produsente gegenereer word en stel koolstofdioksied in die atmosfeer vry. Die belangrikste bydraer van koolstofdioksied tot die atmosfeer is mikrobiese ontbinding van dooie materiaal. Stikstof word in die natuur herwin van organiese verbindings tot ammoniak, ammoniumione, nitriet, nitraat en stikstofgas. Gasvormige stikstof word deur stikstofbinding in ammoniak omgeskakel. Ammoniak word anaërobies deur sommige prokariote gekataboliseer, wat N lewer2 as die finale produk. Nitrifikasie is die omskakeling van ammonium in nitriet. Nitrifikasie in gronde word deur bakterieë uitgevoer. Denitrifikasie word ook deur bakterieë uitgevoer en transformeer nitraat uit grond in gasvormige stikstofverbindings, soos N2O, NEE en N2.

      Kunsverbindings

      [skakel] Watter van die volgende stellings oor die stikstofsiklus is onwaar?


      Prokariotiese metabolisme

      Prokariote is metabolies diverse organismes. In baie gevalle kan 'n prokariote in 'n spesieklade geplaas word deur sy bepalende metaboliese kenmerke: Kan dit laktose metaboliseer? Kan dit op sitraat groei? Produseer dit H2S? Gis dit koolhidrate om suur en gas te produseer? Kan dit onder anaërobiese toestande groei? Aangesien metabolisme en metaboliete die produk van ensiembane is, en ensieme in gene gekodeer word, is die metaboliese vermoëns van 'n prokariote 'n weerspieëling van sy genoom. Daar is baie verskillende omgewings op aarde met verskeie energie- en koolstofbronne, en veranderlike toestande waarby prokariote moontlik kan aanpas. Prokariote kon in elke omgewing leef, van diepwater-vulkaanopenings tot Antarktiese ys deur enige energie- en koolstofbronne te gebruik. Prokariote vul baie nisse op Aarde, insluitende betrokkenheid by stikstof- en koolstofsiklusse, fotosintetiese produksie van suurstof, ontbinding van dooie organismes, en floreer as parasitiese, kommensale of mutualistiese organismes binne meersellige organismes, insluitend mense. Die baie wye reeks omgewings wat prokariote beset is moontlik omdat hulle uiteenlopende metaboliese prosesse het.


      Selle is in wese 'n goed georganiseerde samestelling van makromolekules en water. Onthou dat makromolekules geproduseer word deur die polimerisasie van kleiner eenhede wat monomere genoem word. Vir selle om al die molekules te bou wat nodig is om lewe te onderhou, benodig hulle sekere stowwe, gesamentlik genoem voedingstowwe. Wanneer prokariote in die natuur groei, kry hulle hul voedingstowwe uit die omgewing. Voedingstowwe wat in groot hoeveelhede benodig word, word makrovoedingstowwe genoem, terwyl dié wat in kleiner hoeveelhede of spoorhoeveelhede benodig word, mikrovoedingstowwe genoem word. Net 'n handjievol elemente word as makrovoedingstowwe beskou - koolstof, waterstof, suurstof, stikstof, fosfor en swael. ('n Mnemoniek om hierdie elemente te onthou is die akroniem CHONPS.)

      Hoekom word hierdie makrovoedingstowwe in groot hoeveelhede benodig? Hulle is die komponente van organiese verbindings in selle, insluitend water. Koolstof is die belangrikste element in alle makromolekules: koolhidrate, proteïene, nukleïensure, lipiede en baie ander verbindings. Koolstof maak ongeveer 50 persent van die samestelling van die sel uit. Stikstof verteenwoordig 12 persent van die totale droë gewig van 'n tipiese sel en is 'n komponent van proteïene, nukleïensure en ander selbestanddele. Die meeste van die stikstof wat in die natuur beskikbaar is, is óf atmosferiese stikstof (N2) of 'n ander anorganiese vorm. Diatomies (N2) stikstof kan egter net deur sekere organismes, wat stikstofbindende organismes genoem word, in 'n organiese vorm omgeskakel word. Beide waterstof en suurstof is deel van baie organiese verbindings en van water. Fosfor word deur alle organismes benodig vir die sintese van nukleotiede en fosfolipiede. Swael is deel van die struktuur van sommige aminosure soos sisteïen en metionien, en is ook teenwoordig in verskeie vitamiene en koënsieme. Ander belangrike makrovoedingstowwe is kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca) en natrium (Na). Alhoewel hierdie elemente in kleiner hoeveelhede benodig word, is dit baie belangrik vir die struktuur en funksie van die prokariotiese sel.


      7.4: Prokariote Metabolisme - Biologie

      Die lewende sel bou óf molekules, wat na verwys word as anabolisme óf dit skeur molekules af wat katabolisme genoem word. Die proses van katabolisme, dit is die afbreek van molekules, is vir energieopwekking of om molekules te skep wat as boustene vir makromolekules gebruik word. In katabolisme word molekules soos proteïene, vette en koolhidrate gemetaboliseer om energiebergingsmolekules soos ATP te lewer, of voorlopermolekules vir gebruik in selgroei en homeostase.

      In anabolisme word die energieryke molekules saam met voorlopermolekules gebruik om makromolekules te bou wat deur die sel benodig word vir oorlewing en replikasie. Hierdie makromolekules sluit DNA, ensieme en selwandkomponente in. Katabolisme en anabolisme is prosesse wat sinchroniseer om die selle se vermoë om te oorleef te optimaliseer.

      • Stap vir stap beskrywing van energie genererende paaie.
      • Gedetailleerde beskrywing van substraatvlakfosforilering.
      • Elektronvervoer in selmembrane en mitochondria vir ATP-generering.
      • Konsepkaart wat interverbindings van nuwe konsepte in hierdie tutoriaal toon.
      • Definisieskyfies stel terme voor soos dit nodig is.
      • Visuele voorstelling van konsepte.
      • Stap vir stap geanimeerde voorbeelde van kataboliese prosesse.
      • Oefen vasvra oor hoofkonsepte van die tutoriaal.

      Mikrobiese metabolisme kan opgesom word as 'n balans tussen kataboliese en anaboliese weë.
      Kataboliese weë genereer energie deur gebruik te maak van: koolhidrate, proteïene en vette in metaboliese siklusse.
      Anaboliese weë gebruik die energie wat in kataboliese prosesse en voorlopermolekules geskep word om komplekse makromolekules te genereer. Hierdie molekules sluit in: polisakkariede, lipiede, aminosure, proteïene en nukleotiede.
      Baie paaie kan "gedwing" word om in trurat te loop. Daarom kan paaie wat tipies katabolies is omgekeerd as 'n anaboliese pad funksioneer.

      Sien al 24 lesse in Anatomie en Fisiologie, insluitend konsep tutoriale, probleemoefeninge en oneerlik blaaie: Leer jouself mikrobiologie visueel in 24 uur


      Antón J, Oren A, Benlloch S, Rodríguez-Valera F, Amann R, Rosselló-Mora R (2002) Salinibacter ruber genl. nov., sp. nov., 'n nuwe uiterste halofiele bakterie uit soutern kristalliseerder damme. Int J Syst Evol Microbiol 52:485–491

      Bamberg E, Hegemann P, Oesterhelt D (1984) Die chromoproteïen van halorhodopsin is die liggedrewe elektrogeniese chloriedpomp in Halobacterium halobium. Biochemie 23:6216–6221

      Bivin DB, Stoeckenius W (1986) Fotoaktiewe retinale pigmente in haloalkalifiele argebakterieë. J Gen Microbiol 132:2167–2177

      Christian JHB, Waltho JA (1962) Konsentrasies van opgeloste stof binne selle van halofiele en nie-halofiele bakterieë. Biochim Biophys Acta 65:506–508

      Claus D, Fahmy F, Rolf HJ, Tosunoglu N (1983) Sporosarcina halophila sp. nov., 'n verpligte, effens halofiele bakterie uit soutmoerasgronde. Syst Appl Microbiol 4:496–506

      Dohrmann A-B, Müller V (1999) Chloriedafhanklikheid van endospoorontkieming in Halobacillus halophilus. Arch Microbiol 172:264–267

      Duschl A, Wagner G (1986) Primêre en sekondêre chloriedvervoer in Halobacterium halobium. J Bacteriol 168:548–552

      Ginzburg M, Sachs L, Ginzburg BZ (1970) Ioonmetabolisme in 'n Halobacterium. I. Invloed van ouderdom van kultuur op intrasellulêre konsentrasies. J Gen Physiol 55:187–207

      Incharoensakdi A, Takabe T (1988) Bepaling van intrasellulêre chloried-ioonkonsentrasie in 'n halotolerante sianobakterie Aphanothece halophytica. Plant Sel Fisiol 29:1073–1075

      Kamekura M, Kushner DJ (1984) Effek van chloried en glutamaat-ione op in vitro proteïensintese deur die matige halofiel Vibrio costicola. J Bacteriol 160:385–390

      Kolbe M, Besir H, Essen L-O, Oesterhelt D (2000) Struktuur van die liggedrewe chloriedpomp halorhodopsin by 1.8 Å resolusie. Science 288:1391–1396

      Kunji ERS, Gronau S von, Oesterhelt D, Henderson R (2000) The three-dimensional structure of halorhodopsin to 5 Å by electron crystallography: a new unbending procedure for two-dimensional crystals by using a global reference structure. Proc Natl Acad Sci U S A 97:4637–4642

      Kushner DJ (1989) Halophilic bacteria: life in and out of salt. In: Hattori T, Ishida Y, Maruyama Y, Morita RY, Uchida A (eds) Recent advances in microbial ecology. Japan Scientific, Tokyo, pp 60–64

      Lanyi JK (1984) Light-dependent trans aan cis isomerization of the retinal in halorhodopsin. FEBS Lett 175:337–342

      Lanyi JK (1986) Halorhodopsin: a light-driven chloride ion pump. Annu Rev Biophys Biophys Chem 15:11–28

      Lanyi JK (1990) Halorhodopsin, a light-driven electrogenic chloride-transport system. Physiol Rev 70:319–330

      Lanyi JK, Duschl A, Hatfield GW, May K, Oesterhelt D (1990) The primary structure of a halorhodopsin from Natronobacterium pharaonis. Structural, functional and evolutionary implications for bacterial rhodopsins and halorhodopsins. J Biol Chem 265:1253–1260

      Lindley EV, MacDonald RE (1979) A second mechanism for sodium extrusion in Halobacterium halobium: a light-driven sodium pump. Biochem Biophys Res Commun 88:491–499

      MacLeod RA, Onofrey E (1956) Nutrition and metabolism of marine bacteria. II. Observations on the relation of sea water to the growth of marine bacteria. J Bacteriol 71:661–667

      MacLeod RA, Onofrey E (1957) Nutrition and metabolism of marine bacteria. VI. Quantitative requirements for halides, magnesium, calcium, and iron. Can J Microbiol 3:753–757

      Masui M, Wada S (1973) Intracellular concentrations of Na + , K + and Cl − of a moderately halophilic bacterium. Can J Microbiol 19:1181–1186

      Matsuno-Yagi A, Mukohata Y (1977) Two possible roles of bacteriorhodopsin a comparative study of strains of Halobacterium halobium differing in pigmentation. Biochem Biophys Res Commun 78:237–243

      Matsuno-Yagi A, Mukohata Y (1980) ATP synthesis linked to light-dependent proton uptake in a red mutant strain of Halobacterium lacking bacteriorhodopsin. Arch Biochem Biophys 199:297–303

      Oesterhelt D (1995) Structure and function of halorhodopsin. Isr J Chem 35:475–494

      Oren A (1986) Intracellular salt concentration of the anaerobic halophilic eubacteria Haloanaerobium praevalens en Halobacteroides halobius. Can J Microbiol 32:4–9

      Oren A (2002) Halophilic microorganisms and their environments. Kluwer Academic, Dordrecht

      Oren A, Heldal M, Norland S (1997) X-ray microanalysis of intracellular ions in the anaerobic halophilic eubacterium Haloanaerobium praevalens. Can J Microbiol 43:588–592

      Oren A, Heldal M, Norland S, Galinski EA (2002) Intracellular ion and organic solute concentrations of the extremely halophilic Bacterium Salinibacter ruber. Extremophiles 6:491–498

      Rengpipat S, Lowe SE, Zeikus JG (1988) Effect of extreme salt concentrations on the physiology and biochemistry of Halobacteroides acetoethylicus. J Bacteriol 170:3065–3071

      Roessler M, Müller V (1998) Quantitative and physiological analysis of chloride dependence of growth in Halobacillus halophilus. Appl Environ Microbiol 64:3813–3817

      Roessler M, Müller V (2001) Chloride dependence of glycine betaine transport in Halobacillus halophilus. FEBS Lett 489:125–128

      Roessler M, Müller V (2002) Chloride, a new environmental signal molecule involved in gene regulation in a moderately halophilic bacterium, Halobacillus halophilus. J Bacteriol 184:6207–6215

      Roessler M, Wanner G, Müller V (2000) Motility and flagellum synthesis in Halobacillus halophilus are chloride dependent. J Bacteriol 182:532–535

      Schobert B, Lanyi JK (1982) Halorhodopsin is a light-driven chloride pump. J Biol Chem 257:10306–10313

      Schobert B, Lanyi JK, Cragoe EJ Jr (1983) Evidence for a halide-binding site in halorhodopsin. J Biol Chem 258:15158–15164

      Severin J (1993) Kompatible Solute und Wachstumskinetik bei halophilen aeroben heterotrophen Eubakterien. PhD thesis, University of Bonn, Germany

      Shindler DB, Wydro RM, Kushner DJ (1977) Cell-bound cations of the moderately halophilic bacterium Vibrio costicola. J Bacteriol 130:698–703

      Spring S, Ludwig W, Marquez MC, Ventosa A, Schleifer KH (1996) Halobacillus genl. nov., with descriptions of Halobacillus litoralis sp. nov. en Halobacillus trueperi sp. nov., and transfer of Sporsarcina halophila aan Halobacillus halophilus comb. nov. Int J Syst Bacteriol 46:492–496

      Tittor J, Oesterhelt D, Maurer R, Desel H, Uhl R (1987) The photochemical cycle of halorhodopsin: absolute spectra of intermediates obtained by flash photolysis and fast difference spectra measurements. Biophys J 52:999–1006

      Ventosa A, Nieto JJ, Oren A (1998) Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiol Mol Biol Rev 62:504–544

      Weisser J, Trüper HG (1985) Osmoregulation in a new haloalkaliphilic Bacillus from the Wadi Natrun (Egypt). Syst Appl Microbiol 6:7–11


      Kyk die video: The Lac operon. Regulation of gene expression (Oktober 2022).