Аэробный организм
Аэробный организм или aerobe - это организм , который может выживать и расти в насыщенной кислородом среде. [1] Способность к аэробному дыханию может принести пользу аэробному организму, поскольку аэробное дыхание дает больше энергии, чем анаэробное дыхание. [2] Производство энергии в клетке включает синтез АТФ с помощью фермента, называемого АТФ-синтазой . При аэробном дыхании АТФ-синтаза связана с цепью переноса электронов, в которой кислород выступает в качестве конечного акцептора электронов. [3] В июле 2020 года морские биологи сообщили, что аэробные микроорганизмы(в основном), в « квазизависимом состоянии », были обнаружены в бедных органикой отложениях возрастом до 101,5 миллиона лет, на глубине 250 футов ниже морского дна в Южно-Тихоокеанском круговороте (SPG) («самое мертвое место в океане»), и могут быть самыми долгоживущими формами жизни из когда-либо найденных. [4] [5]
Когда организм способен выживать как в кислородной, так и в анаэробной среде, использование эффекта Пастера может различать факультативные анаэробы и аэротолерантные организмы. Если организм использует ферментацию в анаэробной среде, добавление кислорода заставит факультативные анаэробы приостановить ферментацию и начать использовать кислород для дыхания. Аэротолерантные организмы должны продолжать ферментацию в присутствии кислорода. Факультативные организмы растут как в среде, богатой кислородом, так и в бескислородной среде.
Аэробные организмы используют процесс, называемый аэробным дыханием, для создания АТФ из АДФ и фосфата. Глюкоза ( моносахарид ) окисляется для питания цепи переноса электронов: [8]
Это уравнение представляет собой сводку того, что происходит в трех сериях биохимических реакций: гликолизе , цикле Кребса и окислительном фосфорилировании .
При окислительном фосфорилировании АТФ синтезируется из АДФ и фосфата с использованием АТФ-синтазы. АТФ-синтаза приводится в действие протонно-движущей силой, создаваемой за счет использования энергии, генерируемой электрон-транспортной цепью. Ион водорода (H + ) имеет положительный заряд, и если он отделен клеточной мембраной, он создает разницу в заряде между внутренней и внешней частью мембраны. Окислительное фосфорилирование происходит в митохондриях эукариот . [3]
Аэробное дыхание нуждается в кислороде , потому что он действует как конечный акцептор электронов в электрон-транспортной цепи прокариот. В этом процессе молекулярный кислород восстанавливается до воды. [9]
1: Облигатные аэробы нуждаются в кислороде, потому что они не могут ферментировать или дышать анаэробно. Они собираются в верхней части трубки, где концентрация кислорода самая высокая.
2: Облигатные анаэробы отравлены кислородом, поэтому они собираются на дне пробирки, где концентрация кислорода самая низкая.
3: Факультативные анаэробы могут расти с кислородом или без него, потому что они могут метаболизировать энергию аэробно или анаэробно. Они собираются в основном наверху, потому что аэробное дыхание генерирует больше АТФ, чем ферментация или анаэробное дыхание.
4:Микроаэрофилы нуждаются в кислороде, потому что они не могут бродить или дышать анаэробно. Однако они отравлены высокими концентрациями кислорода. Они собираются в верхней части пробирки, но не в самом верху.
5: Аэротолерантные организмы не нуждаются в кислороде, поскольку они метаболизируют энергию анаэробно. Однако, в отличие от облигатных анаэробов, они не отравляются кислородом. Их можно найти равномерно распределенными по всей пробирке.