•Главное свойство пермеаз – способность проходить через мембрану как с присоединенной молекулой субстрата, так и без нее.
•Однако облегченная диффузия происходит только по градиенту концентрации, но не против него, поэтому она не требует затраты энергии.
•Пермеазы, присоединившись к субстрату, повышают его способность проникать через мембрану.
•Облегченная диффузия протекает со значительно более высокой скоростью, чем пассивная.
Активный транспорт
•С помощью механизмов активного транспорта растворенные вещества могут поступать в клетку против градиента концентрации, поэтому активный транспорт требует от клетки затраты энергии. У бактерий этот механизм питания является преобладающим.
•У многих бактерий, в особенности грамотрицательных, в активном транспорте принимают участие особые связывающие белки, не идентичные пермеазам и не входящие в структуру мембраны, а локализованные в периплазматическом пространстве.
•Они обладают очень высоким сродством к определенным питательным веществам – к различным аминокислотам, сахарам, неорганическим ионам. Выделено и изучено более 100 различных связывающих белков, которые образуют прочные комплексы со своими субстратами и необходимы для их активного переноса через мембрану.
Конструктивный обмен
•Пища должна содержать такие вещества, которые удовлетворяли бы потребность микроорганизмов.
•В зависимости от того, какие химические элементы поступают из веществ питательной среды, их называют источниками углерода, азота, фосфора и др.
•Кислород и водород микроорганизмы получают из воды, содержатся они также во многих используемых органических соединениях.
•Потребности микроорганизмов в отношении источников углерода и азота весьма разнообразны.
В зависимости от используемого в конструктивном обмене источника углерода микроорганизмы делят на две группы:
• автотрофы |
• гетеротрофы |
Автотрофы усваивают углерод из диоксида углерода воздуха и в зависимости от вида используемой энергии для фиксации СО2 их соответственно называют фото- и хемосинтезирующими.
Фотосинтезирующие используют энергию солнечных лучей. Они напоминают зеленые растения, образующие в процессе фотосинтеза углеводы из СО2 и Н2О. К этой группе относят цветные бактерии, имеющие в цитоплазме своих клеток пигменты типа хлорофилла, как, например, пурпурные серные бактерии, сине- зеленые водоросли и др.
Хемоситезирующие
используют энергию химических реакций окисления минеральных (неорганических) веществ. К ним относят нитрифицирующие бактерии, серобактерии, железобактерии, водородные бактерии и др.
Гетеротрофы - наиболее многочисленная группа микроорганизмов, которые могут использовать углерод только из готовых органических субстратов животного и растительного происхождения.
Микроорганизмы называют сапрофитами (метатрофами), если они используют мертвый органический субстрат. Они разлагают различные органические вещества в природе, вызывают порчу пищевых продуктов или используются в процессах переработки растительного и животного сырья. Многие сапрофиты всеядны, т.е. способны использовать разнообразные органические соединения.
• Вторая подгруппа гетеротрофов - |
|
• В отличие от вирусов и риккетсий |
паразиты (паротрофы) питаются |
|
многие патогенные |
живыми органическими |
|
микроорганизмы - паразиты могут |
субстратами. Сюда относятся |
|
размножаться на искусственных |
преимущественно |
|
питательных средах, т.е. по типу |
болезнетворные |
|
питания занимают |
микроорганизмы, т.е. |
|
промежуточное положение |
паразитирующие в живых |
|
между паразитами и сапрофитами |
организмах. Абсолютными |
|
(патогенные стафилококки, |
(внутриклеточными) паразитами |
|
стрептококки, возбудители |
являются вирусы и риккетсии, |
|
бруцеллеза, туберкулеза, |
которые развиваются в живых |
|
сибирской язвы и др. |
клетках человека, животных, |
|
инфекционных болезней). |
растений и микроорганизмов. |
|
|
Источники азота.
В зависимости от источника азота все микроорганизмы можно разделить также на две группы: аминоавтотрофы и аминогетеротрофы.
Аминоавтотрофы усваивают азот из неорганических источников. Они представлены двумя подгруппами: азотфиксирующие и нитритно-нитратные микроорганизмы.
• Азотфиксирующая подгруппа |
|
• Нитритно - нитратные |
способна усваивать молекулярный |
|
микроорганизмы окисляют аммиак |
азот воздуха (актиномицеты, |
|
до солей азотистой и азотной |
азотфиксирующие - |
|
кислот и усваивают эти окисленные |
свободноживущие и |
|
формы азота. |
симбиотические). |
|
|
|
|
Аминогетеротрофы используют органические источники азота.
•Дезаминирующие микроорганизмы могут усваивать только аминокислоты (некоторые патогенные бактерии).
•Пептонные бактерии потребляют только органические соединения типа пептонов, так как не способны расщеплять цельную белковую молекулу (молочнокислые, пропионовокислые бактерии, энтерококки, микрококки и кишечные палочки).
•Протеолитические микроорганизмы или гнилостные в качестве источника азота используют натуральные белки, которые предварительно разлагаются их экзоферментами (гнилостные бактерии, актиномицеты, плесени).
•Паротрофные микроорганизмы в качестве источника азота используют белковые вещества живого организма (патогенные).
•Установить резкую грань между автотрофами и гетеротрофами не всегда удается. Некоторые патогенные микроорганизмы во внешней среде ведут сапрофитный образ жизни, и наоборот, некоторые сапрофиты в зависимости от состояния микроорганизма могут вызвать заболевания.