metabolisme bakteri mencakup serangkaian reaksi kimia yang diperlukan untuk kehidupan organisme ini. Metabolisme dibagi menjadi reaksi degradasi atau katabolik, dan sintesis atau reaksi anabolik.
Organisme ini menunjukkan fleksibilitas yang mengagumkan dalam hal jalur biokimia mereka, mampu menggunakan berbagai sumber karbon dan energi. Jenis metabolisme menentukan peran ekologi setiap mikroorganisme.
Sumber: pixabay.com
Seperti garis keturunan eukariotik, bakteri terutama terdiri dari air (sekitar 80%) dan sisanya dalam berat kering, terdiri dari protein, asam nukleat, polisakarida, lipid, peptidoglikan dan struktur lainnya. Metabolisme bakteri bekerja untuk mencapai sintesis senyawa ini, menggunakan energi dari katabolisme.
Metabolisme bakteri tidak berbeda jauh dari reaksi kimia yang ada pada kelompok organisme lain yang lebih kompleks. Misalnya, ada jalur metabolisme yang umum di hampir semua makhluk hidup , seperti jalur pemecahan glukosa atau glikolisis .
Pengetahuan yang tepat tentang kondisi nutrisi yang dibutuhkan bakteri untuk tumbuh sangat penting untuk pembuatan media kultur .
Indeks artikel
Macam-Macam Metabolisme dan Ciri-cirinya
Metabolisme bakteri sangat beragam. Organisme uniseluler ini memiliki berbagai “gaya hidup” metabolik yang memungkinkan mereka untuk hidup di daerah dengan atau tanpa oksigen dan juga bervariasi antara sumber karbon dan energi yang mereka gunakan.
Plastisitas biokimia ini memungkinkan mereka untuk menjajah serangkaian habitat yang bervariasi dan memainkan peran yang beragam dalam ekosistem yang mereka huni. Kita akan menjelaskan dua klasifikasi metabolisme, yang pertama terkait dengan pemanfaatan oksigen dan yang kedua untuk empat kategori nutrisi.
Pemanfaatan oksigen: anaerobik atau aerobik
Metabolisme dapat diklasifikasikan sebagai aerobik atau anaerobik. Untuk prokariota yang sepenuhnya anaerob (atau anaerob obligat), oksigen dianalogikan dengan racun. Oleh karena itu, mereka harus hidup di lingkungan yang benar-benar bebas darinya.
Dalam kategori anaerob aerotoleran, bakteri mampu mentolerir lingkungan oksigen, tetapi tidak mampu melakukan respirasi seluler – oksigen bukanlah akseptor elektron terakhir.
Spesies tertentu mungkin atau mungkin tidak menggunakan oksigen dan “fakultatif”, karena mereka mampu bergantian dua metabolisme. Umumnya keputusan terkait dengan kondisi lingkungan.
Di ekstrem lain, kita memiliki kelompok aerob obligat. Seperti namanya, organisme ini tidak dapat berkembang tanpa adanya oksigen, karena sangat penting untuk respirasi sel.
Nutrisi: esensial dan unsur pelacak
Dalam reaksi metabolisme, bakteri mengambil nutrisi dari lingkungannya untuk mengekstrak energi yang diperlukan untuk pengembangan dan pemeliharaannya. Nutrisi adalah zat yang harus dimasukkan untuk menjamin kelangsungan hidupnya melalui pasokan energi.
Energi dari nutrisi yang diserap digunakan untuk sintesis komponen dasar sel prokariotik .
Nutrisi dapat diklasifikasikan sebagai esensial atau dasar, yang meliputi sumber karbon, molekul dengan nitrogen dan fosfor. Nutrisi lain termasuk ion yang berbeda, seperti kalsium, kalium, dan magnesium.
Unsur jejak hanya diperlukan dalam jumlah jejak atau trace. Diantaranya adalah besi, tembaga, kobalt, antara lain.
Bakteri tertentu tidak mampu mensintesis asam amino tertentu atau vitamin tertentu. Unsur-unsur ini disebut faktor pertumbuhan. Logikanya, faktor pertumbuhan sangat bervariasi dan sangat bergantung pada jenis organisme.
Kategori nutrisi
Bakteri dapat diklasifikasikan ke dalam kategori nutrisi dengan mempertimbangkan sumber karbon yang mereka gunakan dan dari mana mereka mendapatkan energi.
Karbon dapat diambil dari sumber organik atau anorganik. Istilah autotrof atau litotrof digunakan, sedangkan kelompok lainnya disebut heterotrof atau organotrof.
Autotrof dapat menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon, dan heterotrof membutuhkan karbon organik untuk metabolisme.
Di sisi lain, ada klasifikasi kedua terkait dengan asupan energi. Jika organisme dapat menggunakan energi yang berasal dari matahari, kita mengklasifikasikannya dalam kategori fototrof. Sebaliknya, jika energi diekstraksi dari reaksi kimia, mereka adalah organisme kemotrofik.
Jika kita menggabungkan kedua klasifikasi ini, kita akan memperoleh empat kategori nutrisi utama bakteri (ini juga berlaku untuk organisme lain): fotoautotrof, fotoheterotrof, kemoautotrof, dan kemoheterotrof. Di bawah ini kita akan menjelaskan masing-masing kapasitas metabolisme bakteri:
Fotoautotrof
Organisme ini melakukan fotosintesis , di mana cahaya adalah sumber energi dan karbon dioksida adalah sumber karbon.
Seperti tumbuhan , kelompok bakteri ini memiliki pigmen klorofil a, yang memungkinkannya menghasilkan oksigen melalui aliran elektron. Ada juga pigmen bacteriochlorophyll, yang tidak melepaskan oksigen dalam proses fotosintesis.
Fotoheterotrof
Mereka dapat menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi mereka, tetapi mereka tidak berubah menjadi karbon dioksida. Sebaliknya, mereka menggunakan alkohol, asam lemak, asam organik, dan karbohidrat. Contoh yang paling menonjol adalah bakteri non-sulfur hijau dan non-sulfur ungu.
Kemoautotrof
Disebut juga kemoautotrof. Mereka memperoleh energi mereka melalui oksidasi zat anorganik yang dengannya mereka memperbaiki karbon dioksida. Mereka umum di respirator hidroterminal di laut dalam.
Kemoheterotrof
Dalam kasus terakhir, sumber karbon dan energi biasanya merupakan unsur yang sama, misalnya glukosa.
Kegunaan
Pengetahuan tentang metabolisme bakteri telah memberikan kontribusi besar pada bidang mikrobiologi klinis. Perancangan media kultur optimal yang dirancang untuk pertumbuhan patogen yang diinginkan didasarkan pada metabolismenya.
Selain itu, ada lusinan tes biokimia yang mengarah pada identifikasi beberapa organisme bakteri yang tidak diketahui. Protokol-protokol ini memungkinkan pembuatan kerangka taksonomi yang sangat andal.
Misalnya, profil katabolik dari kultur bakteri dapat dikenali dengan menerapkan uji oksidasi/ fermentasi Hugh-Leifson.
Metodologi ini mencakup pertumbuhan dalam media semi-padat dengan glukosa dan indikator pH. Dengan demikian, bakteri oksidatif mendegradasi glukosa, reaksi yang diamati berkat perubahan warna pada indikator.
Dengan cara yang sama, dimungkinkan untuk menetapkan jalur mana yang digunakan bakteri dengan menguji pertumbuhannya pada substrat yang berbeda. Beberapa tes ini adalah: penilaian jalur fermentasi glukosa, deteksi katalase, reaksi sitokrom oksidase, antara lain.
Referensi
- Negroni, M. (2009). Mikrobiologi Stomatologi . Ed. Medis Panamerika.
- Prats, G. (2006). Mikrobiologi klinis . Ed. Medis Panamerika.
- Rodríguez, J. . G., Picazo, JJ, & de la Garza, JJP (1999). Ringkasan Mikrobiologi Medik . Elsevier Spanyol.
- Sadava, D., & Purves, WH (2009). Kehidupan: Ilmu Biologi. Ed. Medis Panamerika.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Kasus, CL (2007). Pengantar mikrobiologi . Ed. Medis Panamerika.