Żymańczyk Duda, mikrobiologia, FOTOSYNTEZA U PROCARYOTA

FOTOSYNTEZA U PROCARYOTA

1. Fotosynteza beztlenowa – anoksygenowa

2. Fotosynteza tlenowa – oksygenowa – sinice, posiadają one: fikobylisowy – białka wiążące fikobiliproteiny: fikoerytrobilinę, fikocyjanobilinę


FOTOSYNTEZA BEZTLENOWA

Bakterie siarkowe

W przypadku fotostyntezy tlenowej – wydzielany jest tlen (woda zewnętrzny donor pary elektronowej – uzupełnia parę elektronową w niecykliczny procesie); tutaj inny donor zewnętrzny pary elektronowej (siarka) – tabela 12.1

Archeon – heliobacterie – G(+) – ruchliwe; fototrof bezltenowy


BAKTERIE PURPUROWE (SIARKOWE)

1. Mają globule „S”

2. Siarka odkładana głównie wewnątrz – wyjątki:

a) Ecthiorhodospira mobilis

b) Echiorhodospira halophila

3. Tylakoidy:

a) Pęcherzykowate

b) Tubularne


Rzeka Rio Tinto W Hiszpanii

Chromatium okenii – najlepiej opisany przykład

Thiospirillum jenense – wielkie 20-50pm


BAKTERIE PURPUROWE (BEZSIARKOWE)

1. Różne kształty:

a) Spiralne – Rhodospirillum rubrum

b) Pałeczkowate R. acidophila – Rhodopseudomonas

c) Kuliste – R. Globiformis – Rhodophila

2. Mają

Rhobospirillum rubrum – najlepiej opisany przykład, nie są barwione; bardzo dobrze je widać pod mikroskopem, bo bardzo intensywny barwnik

FOTOTROFICZNE BAKTERIE SIARKOWE – ZIELONE

nie odkładają siarki do wnętrz komórki, choć nazwa na to wskazuje; np. Chlorobium chlorochromatii, chlorobium tepidum

1. Mają chlorosomy

2. Bakteryjny chlorofil: Bchl c, d, e; mało Bchl a

3. U niektórych brak karboksylazy RBP – wiązanie w innym procesie

4. Rodziny:

a) Chlorobiaceae G(-)

b) Chloroflexaceae G(+)


Chloroflexaceae – np. chloroflexus – nitkowata, zdolność do ruchu ślizgowego, najlepiej opisana bakteria


METABOLIZM BAKTERII FOTOTROFICZNYCH



1. Chloroflexaceae: w obecności światła (beztlenowe), w ciemności (tlenowe); pozostałe ścisłe beztlenowce, obligatoryjne fototrofy

2. Wiązanie CO2:

Głównie RBP (NADH) – nie ma NADPH

Chlorobiaceae – reduktywna karbkosylacja włączenie do TCA


3. Donory H+ - równoważników redukcyjnych: nieorganiczne (H2, H2S, S, S2O3); organiczne

Rhodospirillum, chlorobium: H2 i CO2



4. Wiążą N2

5. Materiał zapasowy: Beta-hydroksymaślan; wielocukry; polifosforany – rezerwuar reszt fosforanowych


Karotenoidy – anteny pigmenotwe, chroną centrum reakcyjne przed fotoultenieniem

PROCESY FOTOSYNTEZY

1. Przepływ elektronów – cykliczny – zamknięty

2. Przepływ elektronów – otwarty – zewnętrzny donor elektronów

3. Faza jasna – ATP; czasem NAD(P)H; w przypadku roślin wyższych każda ma przepływ elektronów cykliczny i niecykliczny; u bakterii niektóre maja niecykliczny


FOTOSYNTEAZA BEZTLENOWA


1. Fotoreakcja

ATP – cykliczny obieg elektronów – każda ma cykliczny

Deficyt elektronów w obiegu otwartym – uzupełnianie: związki nieroganiczne – zewnętrzne donory: S; H2S; tiosiarczan

Czasem brak NAD(P)H

2. Równoważniki redukujące często są uzyskiwane przez wsteczny transport elektronów

3. Brak O2 z fotolizy wody


ARCHEON – OPTYMALNE STĘŻENIE NaCl 3.5-5M – ekstremalne warunki


ATPaza związana z procesem fosforylacji fotosyntetycznej związana jest z błonami cytoplazmatycznymi – brak mitochondrium


CHEMIOSMOTYCZNA KONWERSJA ENERGII

Mamy pulę chinonów; w błonach cytoplazmatycznych zewnętrznych znajdują się przenośniki protonów i elektronów; w przypadku bakterii nie wystarczy jedna cząsteczka chlorofilu (muszą być 2) – tworzą one specjalną parę – układ, który może ulegać wzbudzeniu;

Pula chinonów – wytwarza gradient protonowy – synteza ATP w ATPazie; ale też służy do wytworzenia różnicy potencjałów, kosztem ATP, aby można było elektrony transportować wbrew potencjałowi redox.


PORÓWNANIE: Rhodospirillaceae, chlorobiaceae

R – bakterie purpurowe – wyłącznie cykliczna fotosynteza - fotosyste P870 – potencjał redox tego akceptora jest wyższy od potencjału redox utlenionego NAD+ - brak możliwości otrzymania produktu, jakim jest NADH, który jest wykorzystywany do syntezy glukozy; muszą one wykorzystać ATPazę do wstecznego transportu elektronów

Ch – oba układy: cykliczny i nie; jeśli mamy aktywowany drugi Fotosystem to para elektronowa dostaje się na 1 akceptor – potencjał niższy od NAD+; nie jest konieczny wsteczny transport elektronów; powstaje NADH


FOTOSYNTEZA TLENOWA:

1. Sinice – cyjanobacterie

2. Spłaszczone tylakoidy

3. Chlorofile Chla I ; Chla II (brak przedrostka b, bo są prawie identyczne)


Tak jak u organizmów wyższych


WIĄZANIE AZOTU CZĄSTECZKOWEGO

Wiązanie – proces reduktywny

Azot diimid hydrazyna amoniak (prawdopodobnie, nie są znane produkty pośrednie)

Ścisła ochrona przed tlenem


Nić zakaźna wytwarzana przez bakteria jest tetraploidalna – 4n

Włośniki wytwarzają glikoproteidy roślinne, które są specyficzne (określona bakteria będzie infekowała zgodną do siebie roślinę)

Cytokiny – przyspieszają proces penetracji

Bakteroidy – otoczone leghemoglobiną – osłona przed tlenem komórek żyjących w symbiozie


SYMBIOZA MUTUALNA

Bakterie:

1. Bakteroidy wiążą azot

2. Nie mają możliwości wykorzystywania cukrów

3. Wbudowują NH4+ - syntetaza glutaminy – roślinna

4. Syntezują protohem do leghemoglobiny


Rośliny:

1. Dostarczają C4 – dikarboksylowych

2. Dostarczają syntetazy glutaminy

3. Syntezują białka do leghemoglobiny


Kompleks hydrogenazy (zamiast nitrogenazy) (cytoplazatyczna): nitrogenaza (alfa2 B2, każda ma Mo ) i reduktaza


ROLA HYDROGENAZY BŁONOWEJ


Leghemoglobina chroni przed tlenem – symbionty

Hydrogenaza błonowa – chroni przed tlenem u wolnożyjących


REGULACJA WIĄZANIA AZOTU – duże nakłady energii (16 cząsteczek ATP 8*2ATP)

1. NH4+ - inhibitor enzymu lub jego syntezy (wyłączają cały proces)

2. Azot jest wiązany, gdy brak innych źródeł tego pierwiastka

3. Włączanie NH4+ przy niskim stężeniu – syntetaza Gln – enzym; Glu – substrat

4. Wysokie stężenie NH4+ w komórce – inhibicja syntezy syntetazy glutaminy


METYLOTROFY

Katabolizm związków organicznych C1 – źródło węgla i równoważników redukujących: CH4, CH3OH, CH3NH2, CH3(O)CH3, HCOOH, HCHO.


Rodzaje: Methylomonas, Methylococcus, Mehtylosinus

Wszystkie posiadają oksygenazę metanową

Utlenianie wbudowanie tlenu atomowego

CH4 (TLEN) CH3OH HCHO HCOOH CO2

Kwas mrówkowy również może być włączany w struktury, wtedy metylotrofia, jeżeli powstaje dwutlenek węgla, to jest on uwalniany

WBUDOWANIE W SZLAKI ANABOLICZNE ORGANICZNEGO C1 (FORMALADEHYD) – CYKL RYBULOZOMONOFOSFORANOWY


WBUDOWANIE W SZLAKI ANABOLICZNE ORGANICZNEGO C1 – CYKL SERYNOWY


Seryna – 3-węglowy składnik, który może być przekształcany do innych trioz, które są włączane do innych cyklów

SYNTEAZA – POWIĄZANIE SZLAKW ANABOLICZNYCH I KATABOLICZNYCH

1. Synteza cukrów: glukoneogeneza – triozy – substraty

2. Synteza kwasów tłuszczowych: transacetylacje – kluczowy acetylo-CoA

Procesy kondensacji przy tworzeniu kwasów tłuszczowych to procesy reduktywne

3. Synteza aminokwasów: azot anaboliczny (taki, który będzie włączony w struktury) – NH4+ transaminacje (alfa-ketoglutaran + NH4+ + ATP powstaje kwas glutaminowy – główny donor reszt aminowych)





Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, SCHEMAT BUDOWY KOMÓRKI PROCARYOTA
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, TEORIA STERYLIZACJI
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, OBSERWACJE MIKROORGANIZMÓW
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, hodowle mikrobiologiczne
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, PRZEPŁYW INFORMACJI U MIKROOGRANIZMÓW
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, GENETYKA BAKTERII
Żymanczyk Duda, mikrobiologia , media hodowlane
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, IZOLOWANIE CZYSTYCH KULTUR
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, WZROST I ROZMNAŻANIE MIKROORGANIZMÓW
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, ODDYCHANIE BEZTLENOWE
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, składniki podłoża mikrobiologicznego
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, WIRUSY ZWIERZĘCE
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, METABOLIZM
Barwniki fotosyntetyczne, Mikrobiologia
diagnostyka mikrobiologiczna 2
Mikrobiologia przemysłowa
Fotosynteza odżywianie się roślin 3
Mikrobiotyczna teoria rozwoju alergii rola probiotyków w
MIKROBIOLOGIA JAMY USTNEJ, WYKŁAD 3, 28 03 2013

więcej podobnych podstron