scan0041 3

20

-    rodzaj źródła węgla,

—    rodzaj źródła energii,

-    rodzaj donorów elektronów i protonów.

Źródłem węgla dla budowy materiału komórkowego może być dwutlenek węgla (iorganizmy autotroficztie) lub związki organiczne {organizmy heterotro-Jiczne).

Energia niezbędna dla procesów metabolicznych może powstawać w wyniku rozkładu związków chemicznych {chemotrofia) lub w wyniku absoipcji promieniowania świetlnego (fototrofy).

Przemieszczanie się elektronów i protonów przez złożony układ przekaźników istniejący w komórce jest podstawowym mechanizmem przemian energetycznych w niej zachodzących. Źródłem elektronów mogą być związki nieorganiczne (fitotrofia) lub związki organiczne (organotrofia).

Główne grupy mikroorganizmów o znaczeniu technologicznym to:

-    1'otoautotrofy - samożywne organizmy korzystające z energii słonecznej. Do tej grupy należą glony, sinice, nieliczne bakterie. Znajdują główne zastosowanie w oczyszczaniu ścieków i produkcji biomasy mikroorganizmów.

—    chcmołitotrofy - organizmy korzystające z energii zawartej w zredukowanych związkach nieorganicznych. Do tej grupy należą bakterie metanowe, wodorowe, żelazowe, nitrifikujące, siarkowe. Wykorzystywane są do biologicznego ługowania metali oraz w oczyszczaniu ścieków.

—    heterotrofy - organizmy cudzożywne, dla których źródłem węgla, energii i elektronów są organiczne związki chemiczne. Do tej grupy należy większość bakterii i grzybów. Są najpowszechniej wykorzystywane w różnych technologiach.

Niezależnie od podanego podziału, można rozróżniać drobnoustroje z uwagi na wykorzystywane akceptory elektronów. W tablicy 2.1 zestawiono podstawowe typy oddychania mikroorganizmów.

Tablica 2.1

Podstawowe typy oddychania

Akceptor elektronów	Związek zredukowany	Typ oddychania
<v	H,0	tlenowe
/.wiązki organiczne	związki organiczne	fermentacje
NOj-	no2-	azotanowe
S04*	s^2-	siarczanowe
C02	ch4	fermentacja metanowa

Drobnoustroje stosowane w większości procesów biotechnologicznych charakteryzują się niewielkimi wymaganiami pokarmowymi. Najczęściej są to organizmy prototroficzne, które są w stanie same syntetyzować wszystkie składniki materiału komórkowego z pojedynczego źródła węgla, np. z glukozy. Niektóre szczepy produkcyjne są naturalnymi lub sztucznie indukowanymi auksotrofami. Te mikroorganizmy wymagają dodatku witamin, aminokwasów lub innych związków organicznych, specyficznych dla drobnoustroju i prowadzonego procesu.

Szczegółowe dane dotyczące potrzeb pokarmowych mikroorganizmów, dróg degradowania związków wielkocząsteczkowych oraz podstawowych mechanizmów syntez materiału komórkowego można znaleźć w podręcznikach mikrobiologii i biochemii.

2.2. Wirusy

Wirusy to swoiste, odtwarzalne cząstki zakaźne z pogranicza organizmów żywych, zbudowane z jednego tylko rodzaju kwasu nukleinowego, otoczonego ochronnym płaszczem białkowym.

W biotechnologii namnażanie wirusów prowadzone jest w celu uzyskania odpowiednich szczepionek przeciwko chorobom wirusowym. W niektórych procesach technologicznych wirusy mogą powodować trudne do zwalczania infekcje. W pracach genetycznych wirusy wykorzystywane są do wprowadzania informacji genetycznej do komórek.

2.3. Bakterie

Bakterie należą do organizmów prokariotycznych. Charakteryzują się najprostszą strukturą komórkową. Komórki bakterii nie zawierają struktur charakterystycznych dla organizmów eukariotycznych takich jak jądro, mitochondria.

Z uwagi na kształt komórek, wyróżnia się trzy podstawowe kształty bakterii właściwych: ziarniaki (komórki sferyczne o średnicy 0,5 do 1 pm) i pałeczki (komórki podłużne o średnicy od 0,2 do 2,2 urn i długości od .1 do 2 pm) oraz laseczki (komórki od długości 2-5 pm). Wśród bakterii szczególne miejsce zajmują promieniowce. Komórki promieniowców mają budowę prokariolyczną, ale morfologią, cyklem rozwojowym i sposobem namnażania przypominają grzyby strzępkowe. Strzępki promieniowców, w porównaniu z grzybami, mają znacznie mniejszą średnicę (ok. 1 pm) i są mniej zróżnicowane morfologicznie.

Bakterie rozmnażają się przez podział. W warunkach ograniczenia pożywienia iub braku wody część bakterii wytwarza formy przetrwalnikowe.