4 catégories de la diversité métabolique

Non seulement sont des microorganismes extrêmement répandue, mais dans le monde microbien il ya aussi un nombre impressionnant de différentes voies métaboliques. Vous le savez parce que des composés qu'ils consomment et produisent, ainsi que de l'étude des gènes microbiens trouvés dans la nature.

Récemment, les scientifiques ont été en mesure de séquencer les génomes complets de nombreux micro-organismes, en leur donnant accès à des séquences de tous les gènes présents. Cela offre un aperçu dans le potentiel métabolique d'un microbe, car connaissant les gènes présents peuvent suggérer des enzymes qui le microbe peut faire et d'utiliser pour son métabolisme.

Quatre grandes catégories de la diversité métabolique comprennent: la principale stratégie énergétique de collecte utilisé, les stratégies pour obtenir carbone, enzymes essentiels à la croissance, et les produits ne sont pas essentiels pour la survie appelés métabolites secondaires.

Obtenir l'énergie

Il ya trois sources d'énergie dans la nature:

• Produits chimiques organiques (ceux contenant des liaisons carbone-carbone)

• Les produits chimiques inorganiques (ceux sans liaisons carbone-carbone)

• Lumière

Chemoorganotrophy est le type de métabolisme où l'énergie provient de produits chimiques organiques, tandis que chemolithotrophy est le type de métabolisme où l'énergie provient de produits chimiques inorganiques. Phototrophie consiste à transformer l'énergie lumineuse en énergie métabolique dans un processus appelé photosynthèse, et il est livré sous deux formes principales:

• 
  
  
  
  

  Photosynthèse Oxygenic génère de l'oxygène et est utilisé par les cyanobactéries (un type de bactéries) et les algues (un eucaryote), ainsi que toutes les plantes vivantes.

• Anoxygéniques la photosynthèse ne fait pas l'oxygène et est utilisé par les bactéries pourpres et verts (types de bactéries qui vivent dans les milieux aquatiques anaérobies).

Capture carbone

Toutes les cellules vivantes ont besoin de beaucoup de carbone, qui fait partie de toutes les protéines, les acides nucléiques et les structures cellulaires.

Les organismes qui utilisent le carbone organique sont appelés heterotrophs- chemorganotrophs entrent dans cette catégorie. Les organismes qui utilisent le dioxyde de carbone (CO₂) Pour leurs besoins de carbone sont appelés autotrophs- la plupart des chémolithotrophes et phototrophs sont également autotrophes, ce qui les rend producteurs primaires dans la nature, car ils font carbone organique sur CO inorganique₂ qui est alors disponible pour eux-mêmes, chimioorganotrophes, et finalement toutes les formes de vie supérieures.

Certains organismes peuvent basculer entre heterotophy lorsque le carbone organique est disponible et autotrophie lorsque les sources alimentaires courent sortie ces organismes sont appelés mixotrophes.

Faire enzymes

Peu de composés dans la nature ne sont pas dégradés par des microorganismes. La variété des composés produits par eux est grande et pas complètement connue. Leurs processus métaboliques sont essentiels au cycle des éléments nutritifs de l'environnement, et ils sont les principaux producteurs qui prennent en charge tous les autres la vie sur terre.

Les microbes sont spécialistes de composés dégradantes, de la plus simple à la plus complexe et tout le reste. Ils sont les seuls capables de dégrader matériel végétal résistant (fibre) fabriqué à partir de cellulose (blocs de construction utilisés dans des installations de faire leurs parois cellulaires dures) et lignine (blocs de construction utilisés par les plantes pour la structure rigide, comme dans le bois et la paille).

Les microbes dans le rumen (partie d'un estomac de l'animal lié vache ou) des herbivores et les tripes de termites sont responsables pour digérer ces fibres végétales difficiles. Champignons et les bactéries sont les maîtres de la production d'enzymes spéciales pour dégrader les sources alimentaires complexes (enzymes hydrolytiques), y compris toutes les formes de tissus végétaux et animaux, certains plastiques, et même des métaux.

Métabolisme secondaire

Produits microbiens qui ne sont pas produites dans le cadre du métabolisme central et ne sont pas essentiels pour les activités quotidiennes sont appelés les produits secondaires. Beaucoup de ces produits sont des composés bioactifs utiles dans l'interaction avec d'autres organismes. Les antibiotiques sont un exemple d'un produit secondaire utilisé pour interagir avec d'autres microbes.

Certains pathogènes des plantes produisent des substances qui imitent les hormones végétales de manière à pouvoir manipuler la croissance des plantes. D'autres microbes rendent les molécules qui sont utiles pour communiquer avec d'autres micro-organismes, les insectes et les plantes.

La connaissance du métabolisme des micro-organismes peut être utilisée dans une variété de façons. Une façon est d'essayer de les isoler dans la culture. Cela ne veut pas toujours facile - il existe de nombreuses lacunes dans notre connaissance de la diversité métabolique de la plupart des micro-organismes.

Il est relativement facile de recréer les conditions de température et de l'oxygène, mais dans le but de sélectionner pour l'organisme que vous voulez et sélectionnez contre tous les autres organismes, vous devez savoir une condition spécifique qui est nécessaire juste pour votre organisme de choix.

Voici quelques autres façons que la connaissance du métabolisme microbien a été utile dans les progrès de la science:

• Les enzymes microbiennes sont utilisés dans la recherche en biologie moléculaire. Enzymes bactériennes telles que l'ADN polymérase Taq (utilisés pour reproduire des séquences d'ADN) et des enzymes de restriction (utilisés pour manipuler des morceaux d'ADN dans un mode couper-coller) sont devenus des outils de recherche précieux.

• Les microbes sont utilisés pour exprimer des protéines ou des enzymes d'origine animale telles que l'insuline. Quand les scientifiques découvrent qu'une maladie peut être guérie ou traitée avec une certaine protéine ou une enzyme, il devient très utile et efficace pour eux d'être en mesure de produire en masse la molécule dans les microbes.

• Systèmes microbiens sont utilisés dans le cadre de machines microscopiques dans la biologie synthétique. Pour effectuer d'autres recherches, les scientifiques font usage de ce que nous savons de pousser l'enveloppe de l'ingénierie et de la génétique. Les scientifiques utilisent des processus microbiens à leur plein potentiel pour créer de nouvelles choses dans les organismes.

• Les procédés industriels ont profité de la diversité des microbes dans la nourriture, les pâtes et papiers, des mines et des industries pharmaceutiques (pour ne nommer que quelques-uns). Parce que certains micro-organismes sont tolérants des conditions extrêmes, les enzymes qu'ils produisent sont utiles dans les milieux industriels où les conditions peuvent être dures.

Parce que les scientifiques ne savent pas toute la diversité métabolique dans le monde microbien, ils ont pas été en mesure d'isoler dans la culture d'un grand nombre de microbes environnementaux. Cela a entraîné d'énormes lacunes dans les connaissances au sujet de tous les groupes microbiens qui existent.

Le terme matière noire microbienne a été inventé pour décrire le grand nombre de lignées microbiennes pour lesquels les scientifiques savent très peu (et dans la plupart des cas, presque rien). Comme la matière noire de l'univers qui constitue la majorité de la matière, la matière noire microbienne est énorme et probablement l'emporte sur le biodiversité connue de la terre par plusieurs ordres de grandeur.