58
MİKROBİYAL METOBOLİZMA

MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Embed Size (px)

DESCRIPTION

MİKROBİYAL METOBOLİZMA. Metabolizma ?. METABOLİZMA VÜCUDU KORUMAK, BÜYÜMESİNİ VE ONARIMINI SAĞLAMAK İÇİN GEREKLİDİR Vücutta kimyasal işlevlerin tümüne birden metabolizma denir. Vücutta olan bütün kimyasal işlemler vücudun metabolizmasını ilgilendirir. Anabolizma-katabolizma. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Page 2: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Metabolizma ?

METABOLİZMA VÜCUDU KORUMAK, BÜYÜMESİNİ VE ONARIMINI SAĞLAMAK İÇİN GEREKLİDİR

Vücutta kimyasal işlevlerin tümüne birden metabolizma denir.

Vücutta olan bütün kimyasal işlemler vücudun metabolizmasını ilgilendirir.

Page 3: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Anabolizma-katabolizma

Metabolizmanın iki evresi vardır;

katabolizma ve anabolizmadır.

Page 4: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Anabolizma Anabolizma, metabolizmanın yapıcı ve birleştirici

safhasıdır. Anabolizmada, enerji, kimyasal maddelerin ve

vücudun büyümesi, korunması ve onarımı için gereken parçaların üretimi için kullanılır.

Yiyeceklerden sağlanan besinler kimyasal maddelerin ve vücut parçalarının yapımında kullanılan hammaddeleri sağlarlar.

Page 5: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Katabolizma

Katabolizma metabolizmanın bozma (yıkma, öğütme) evresidir.

Hayati işlemleri sürdürmek için gereken enerjiyi sağlar .

Örneğin katabolizma, iletici sinirlerin itme gücü ve kasların kasılması için gereken enerjiyi sağlar.

Hücreler, hücresel solunum ile ilgili olarak bir dizi karmaşık katabolik reaksiyonlarla besin moleküllerinden enerji alır. Bu işlem sırasında belli besinler yakıt olarak kullanılır, bunlar parçalanırlar ve açığa çıkan enerji özel bir enerji deposu olan ATP (Adenozin trifosfat adenosine triphospahate) denen molekül içinde toplanır.

Page 6: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Metabolizma

Katabolizma

Glikoz ATP Anabolizma

Şeker Glikojen

Metabolizma = Anabolizma + Katabolizma

Page 7: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Bütün katabolik reaksiyonlar, elektron transferine yol açar. Bu ise enerjinin, ATP ve yüksek enerjii bağlar arasında tutulmasını sağlar. Elektron transferi direk olarak oksidasyon (elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir.) ve redüksiyon (elektron kazanılması) ile ilgilidir.

Page 8: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Canlı organizmalar arasında mikroorganizmalar enerji ürteme bakımından oldukça farklılık gösterirler. Bu yollar ototrof ( kendi yaptığı besinle beslenen), veya heterotrof (besinini hazır alan) olarak sınıflandırılabilir. Ototroflar fotoototrof (enerjiyi güneş ışığından alanlar) ve kemoototrof (enerjiyi inorganik maddelerden elde edenler)’ları içerirler.

Page 9: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Heterotroflar ise fotoheterotrof (enerjiyi güneşten temin edenler) ve kemohetorotrof (enerjiyi organik bileşiklerin parçalanmasından temin edenler)’ları içerir.

Enfeksiyon yapan mikroorganizmaların hemen hemen hepsi kemoheterotroftur. Bunlardaki metabolik işlemler glikolizis fermantasyon ve aerobik solunumdur.

Page 10: MİKROBİYAL METOBOLİZMA
Page 11: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Bakterilerde enerji oluşturmak için kullanılan metabolik yollar (1)

Aerop mikroorganizmaların kullandıkları yol izleri:1.      Embden-Meyerhoff-Parnas (EMP) yol izi: Glikoliz2.      Krebs veya trikarboksilik asit (TCA) siklusu3.      Pentoz fosfat yol izi4.      Entner-Doudoroff yol izi 

Page 12: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Anaerop mikroorganizmaların kullandıkları yol izleri:1.      Alkolik fermentasyon2.      Homolaktik fermentasyon3.      Heterolaktik fermentasyon4.      Propionik asit fermentasyonu5.      Bütandiol fermentasyonu6.      Bütirik asit fermentasyonu

Bakterilerde enerji oluşturmak için kullanılan metabolik yollar (2)

Page 13: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

ANAEROBİK METABOLİZMA

Glikolizis :Glikolizis, glikozun enzimlerle pirüvik asite (pirüvat) kadar yıkılması olayıdır. Bütün canlılarda glikoliz reaksiyonları aynı şekilde gerçekleşir. Olaylar için tüm canlılarda aynı enzimler görevlidir. Başlangıçta glikozu aktifleştirmek için 2 ATP harcanır. Reaksiyonlar sırasında 4 ATP oluşturulur. 2 NADH meydana gelir. Oluşan NADH'lar oksijenli solunumda elektron taşıma sistemine aktarılır ve her birinden üçer ATP elde edilir. Oksijensiz solunumda ise NADH'lar son ürün evresinde tekrar yükseltgenerek bir sonraki glikoliz olayında kullanılır.

Page 14: MİKROBİYAL METOBOLİZMA
Page 15: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

FERMENTASYON

Organik moleküllerin oksijensiz ortamda parçalandığı metabolik yoldur. Krebs ve ETS kullanılmaz ve 2 ATP elde edilir, çünkü enerjinin çoğu son üründe saklıdır. Son ürün yine bir organik moleküldür.

Çeşitli mikroorganizmalar çeşitli substratları fermente edebilir ve oluşan son ürün genellikle mikroorganizmanın türüne bağlıdır.

Page 16: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Önemli olan fermentasyon tipleri şöyledir:1- Laktik asit fermentasyonu: Bu reaksiyon

bakterilerde (streptokok, laktobasil, pediokok) DNP'e bağlı laktik dehidrogenase enzimi (pirüvat redüktase) tarafından katalize edilir ve tek basamaklı basit bir fermentasyondur. Bu reaksiyonda glukoz laktik asite ayrışır ve diğer elementler meydana gelmez (homolaktik fermentasyon).

Glukoz2 pirüvat 2 laktik asit2- Alkolik fermentasyon: Bu reaksiyonda, pirüvik asit

önce asetaldehid ve CO2'e ve sonra asetaldehid de, etil alkole (etanol) redükte edilir. Birçok mikroorganizmalar (enterobakterler) ve mayalarda bu tarz fermentasyona rastlanır.

 glukoz 2 pirüvat CO2 + asit aldehit 2 etil alkol

Page 17: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

3- Propionik asit fermentasyonu: Birçok bakteriler (klostridium, propionibacterium, Vellonella, bazı Neisseria) tarafından pirüvik asit, propionik asite kadar redükte edilebilir.glukoz pirüvat oksal asetat suksinat propionik asit

4- Butirik asit fermentasyonu: Klostridium sınıfına ait birçok mikroorganizmalar, basiller ve Butyricbacteriumlar glukozun fermentasyonu sonu butirik asit meydana getirirler.glukoz pirüvataseto asetil-CoA+butril CoA butirik asit

Page 18: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

5- Butilenglikol fermentasyonu: Enterobakter, Aeromonas, B. polymyxa ve diğer mikroorganizmalar glukozu 2,3-butilenglikola kadar ayrıştırabilirler.glukoz pirüvat a-asetolaktat asetoin 2,3-butilenglikol

6- Karışık asit fermentasyonu: Enterobakterilerde (Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus) bu tarz fermentasyona rastlanır ve glukozun ayrışması sonu birçok ara maddeler (özellikle organik asitler) oluşurlar.

okzaloasetat süksinik asit

formik asit CO2 + H2glikoz + pirüvat asetik asit etil alkol

Page 19: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Laktik asit fermentasyonu

Page 20: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Etil alkol fermentasyonu

Page 21: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Pirüvatın akibeti

Go’= -146 kJ/mol

Potential enerji = 2840 kJ/mol

Go’= -235 kJ/molGo’= -196 kJ/molGo’= -1160 kJ/mol

Page 22: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

AEROBİK METABOLİZMA

Aeroblar oksijeni kullanan organizmalardır, bazılarının hayatlarını devam ettirebilmeleri için zorunludur. Ayrıca fakültatif anaerob organizmalarda mevcuttur. Bunlar eğer oksijen mevcut ise onu kullanır, mevcut değilse oksijensiz hayatsal faaliyetlerini sürdürürler. Aerobik organizmalar enerjilerinin bir kısmını glikolizisden elde etmelerine rağmen bu yolu daha verimli bir yol için (krebs çemberi) başlangıç olarak kullanırlar.

Page 23: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

KREBS ÇEMBERİ(SİTRİKASİT ÇEVRİMİ)

Krebs devri karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerin solunumla parçalanması olayında ortak karbon yoludur. Yağ asitleri ve aminoasitler farklı sayıda karbon atomu taşıdıkları için farklı sayıda ATP üretilmesine neden olurlar. Sonuçta oluşan su ve karbondioksit miktarı da farklı olur. Örneğin yağ asitleri az O2, çok H2 taşırlar ve solunum sonucunda az CO2 ve çok H2O oluşur. Bunu nedenle yağlar kurak ortam hayvanlarında iyi bir su deposu kaynağıdır.

Page 24: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

O2'li solunumun glikoliz ve krebs çemberi devrinde doğrudan üretilen ATP miktarı çok azdır. Her iki devrede özellikle krebs devrinde organik bileşeğin parçalanmasıyla açığa çıkan H atomları yardımıyla NaDH2 ve FADH2 maddeleri üretilir. Bu maddelerdeki H atomlarının elektronları ETS'den geçerek en son O2'ye aktarılır ve elektronlar O2 ile birleşerek suyu oluşturur. Eğer bir çift hidrojen atomu ETS’ye NAD tarafından taşınırsa her bir hidrojen atomuna karşılık 3 ATP, FAD ile taşınırsa 2 ATP sentezlenir. Krebs çemberi mitokondrinin matriksinde, ETS ise solunum enzimlerini taşıyan kristada gerçekleşir. ETS sisteminde iç zardaki enzimlere taşınan elektronlar, sonunda oksijene verilir ve H2O meydana getlir. Bu oksijenli solunum sonucunda toplam 40 ATP sentezlenir. Glikolizde 2 ATP harcandığı için net kazanç 38 ATP’dir.

Page 25: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

TCA DÖNGÜSÜ:

TCA döngüsü = Tüm yakıt moleküllerinin metabolize edildiği ortak bir metabolik yoldur.

TCA döngüsünün özellikleri.. Mitokondri de oluşur. Kreb’s veya sitrik asit

döngüsü olarak da bilinir. Yağlar,karbohidratlar ve

proteinlerdeki elektronlar oksidasyona uğratılarak alınır.

Page 26: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

TCA DÖNGÜSÜ TCA döngüsünün özellikleri.

Çoğunlukla ETS de ATP oluşumunda kullanılan koenzimlerin üretimi sağlanır

O2 kullanılmaz. O2 mitokondri içerisinde son é

alıcısı olarak oksidatif fosfosrilasyonda ve oksidasyon mekanizmalarında kullanılır.

Vücuttaki CO2 ‘in çoğu TCA döngüsünde oluşturulur.

Page 27: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Pürivik asit + NAD + CoA(Vit B12 derivesi)

Asetil CoA+ CO2+ NADH+H

Siklusun en önemli görevi H atomları oluşturmaktır.

Glikozun iskelet kasında tam yıkılımında 36 mol ATP oluşur.

Krebs Siklusu=sitrik asit siklusu=trikarboksilik asit siklusu:

Page 28: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

TCA DÖNGÜSÜNDE ÜRETİLEN ENERJİ:

Bir mol asetil CoA = 12 mole ATP. 3 NADH ……… 9 ATP. 1 FADH2 ………2 ATP. 1 mol GTP ….. 1 Mol ATP.

Bir mol glukoz glikolizis + TCA döngüsü= 36-38 mole ATP (anerobic metabolism).

Anaerobic metabolism = 2 ATP harcanır ( glukoz…. Laktat).

Page 29: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + H2O + ENERJİ(net 38 ATP)

ATP (net) FADH2 NADH2 Net Kazanç

Glikoliz 2 ATP __ 2x3 8 ATP

Pirüvik asit

__ __ 2x3 6 ATP

Krebs Çemberi

2 ATP 2x2 6x3 24 ATP

Toplam 4 ATP 4 ATP 30 ATP 38 ATP

Page 30: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

alfa-ketoglutaratalfa-ketoglutarat

süksinil CoAsüksinil CoA

süksinatsüksinatfumaratfumarat

Page 31: MİKROBİYAL METOBOLİZMA
Page 32: MİKROBİYAL METOBOLİZMA
Page 33: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Elektron Taşınımı ve Oksidatif Fosforilasyon

Substrat moleküllerinden, dehidrogenasyon yolu ile çıkarılan hidrojen ve elektron, diğer hidrojen alıcılarına özel taşıyıcı sistemlerin (elektron transport sistemleri) katalize ettiği reaksiyonlar aracılığı ile aktarılır. En iyi elektron taşıyıcı koenzimler arasında, NAD, NADP, riboflavinfosfat, FAD, çeşitli porfirinler bulunur. Substrattan, önce, NAD ile alınan hidrojen ve elektron, FAD'ye aktarılır. Buradan sitokrom oksidazlara geçerek havanın serbest oksijeni ile birleştirilir.

Page 34: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Reaksiyonun sonunda H2O2 veya H2O meydana gelir. Substrattan ilk hidrojeni alan dehidrogenaz ve en son alan da oksijendir.

Substrat-2 (H+e) NAD NADH2 FAD FADH2sitokrom-b sitokrom-c sitokrom-a 202 +2H+ H2O

Reaksiyonda, hidrojen alan NAD, NADH2 redükte olmuş forma ve bundan da hidrojeni alan FAD redükte olarak FADH2 şekline dönüşür. Bunlar da hidrojeni verdikçe ilk formlarını alırlar.

Page 35: MİKROBİYAL METOBOLİZMA
Page 36: MİKROBİYAL METOBOLİZMA
Page 37: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Kemiozmosos

Membranlar arası boşlukta hem pH hem de voltaj gradiyenti oluşur (Elektrokimyasal gradiyent).

Bu gradiyent ATP sentezinin dışında moleküllerin transferi için de kullanılır.

Page 38: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Voltaj Gradiyenti (ADP/ATP antiportu): Matrikste toplanan ATP (-4), ADP (-3)’ye göre daha negatif olduğundan membranlar arası boşluğa ve dolayısıyla sitoplazmaya geçer.

Page 39: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

YAĞ YIKIMI

Besinlerin sindirimi sonucu elde edilen yağlar, bağırsaktan geçerek lenf sistemine ulaşır ve bu sistem aracılığıyla kana karışır. Kan, yağın bir kısmını karaciğere, bir kısmını da dokulara taşır; yağın fazlası, “trigliserit” şeklinde yağ dokularında depo edilir. İnsanların şişmanlamasının nedeni de budur. Fakat aksine, kaslar fazla çalıştığı zaman kas hücrelerindeki mitokondriler ATP üretmek için ortamda bulunan yağ asitlerini, depo edilmesine fırsat bırakmadan kullanarak enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. Şişman bir kimse elinden geldiğince spor yapıp hareket ederse, yağ dokularındaki trigliserit molekülleri enerji ihtiyacı olduğu için yağ asitlerine kadar parçalanacak ve mitokondrilere ulaşacaktır. Karaciğerde de fazla miktarlarda alınmış karbonhidrattan yağ sentezlenerek depo edilir. Gereksinim halinde, depo edilmiş yağ, enerji elde etmede kullanılır.

3 Yağ asidi + Gliserin(Gliserol) Yağ(trigliserit) + 3 Su

Page 40: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Nötral yağların katabolizması iki ana döneme ayrılılır; 1) Yağ yıkımı : Yağ moleküllerinin hidrolize uğrayarak gliserin ve yağ asidine ayrılmasıdır. Bunun için lipaz ve esteraz enzimleri gereklidir.

Yağ + Lipaz + Öd sıvısı + Su Yağ asitleri + Gliserol

2) Yağ asitlerinin ve gliserolün yıkımı : Gliserol özel

bir enzim ve ATP harcanarak gliserolfosfata dönüştürülür ve glikolizde kullanılır. Çoğunlukla palmitik veya stearik asit gibi (16 ve 18 karbon atomlu) uzun karbon zincirli yağ asitleri çok basamaklı bir yıkım olayına girer. Buna “beta-oksidasyon “ denir. Yağ asidi yıkımı ATP kullanılarak, molekülün aktivasyonu ile başlar. Yağ asidi bu reaksiyonda koenzim A’ya bağlanır. İlk yıkım basamağı dehidrasyondur. Yağ asidi yıkımı mitokondride olur. Her yağ asidi iki karbonlu asetil koenzim A’ya parçalanır. Bu asetil koenzim A, sitrik asit çevrimine girer ve enerji elde edilir.

Page 41: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Yağ Asidi Yıkımında Enerji Kazancı

18 karbonlu yağ asidi olan stearik asidi 9 asetil koenzim A’ya ayrılır. Bunun için yağ asidi yıkım çevrimi 9 defa tekrarlanır. Bu parçalanmada 38 mol ATP doğrudan doğruya elde edilen enerji kazancıdır. 9 mol asetil koenzim A, sitrik asit yıkılarak 9 mol ATP, 9 mol FADH2=(18 mol ATP), 27 mol NADH2=(81 mol ATP) elde edilir. Sonuç olarak bir mol stearik asit yıkımı 146 mol ATP’ lik bir enerji kazancı sağlar. Bunun 2 ATP’ si başlangıçta aktivasyon enerjisi için kullanıldığından net kazanç 144 ATP’ dir.

Page 42: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Trigliseritler enerji elde etme yoluna girmeden önce hücre içinde;

 Trigliserit + 3H2O Gliserol + 3 yağ asidi

Şeklinde yıkılıma uğramalıdır.

Lipaz

Lipitlerden Enerji Elde Edilmesi

Page 43: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Gliserol ve Yağ Asitlerinin Yıkılımı=Enerji Elde Edilmesi:

Gliserol glikoliz reaksiyonuna girer ve pürivik asite kadar yıkılır.

1 mol gliserol ün tam yıkılımı ile 19 mol ATP sentezlenir.

Yağ asitlerinin yıkılımı mitokondride beta oksidasyon adı verilen reaksiyon ile devam eder.

Oluşan koenzim A asetil fragmanı ile bileşerek Asetil CoA oluşur.

Asetil CoA krebs siklusuna girer. Yağ aistlerinin yıkılımı için mutlaka Oksijene

gereksinim vardır. oksijen olmazsa yıkılım durur.

Page 44: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Oluşan ATP miktarı; 18 karbonlu 1 mol yağ asiti 146 mol ATP oluşur. Herbir trigliserit 3 mol yağ aisidi içerdiği için 146x3=

438 mol ATP 19 mol ATP de gliserol yıkılımından gelir. Böylece 1 mol trigliserit ten toplam net 457 mol ATP

sentezlenir

Gliserol ve Yağ Asitlerinin Yıkılımı=Enerji Elde Edilmesi:

Page 45: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Amino asitten amino grubu ayrıldıktan (deamine olduktan) sonra geriye kalan karbon iskeleti krebs siklusuna girer ve ATP oluşumuna katılır.

Amino asitler enerji için kullanıldığında nitrojen içeren amino grubun vücuttan uzaklaştırılması gerekir.

Bu ancak suda eriyerek idrar yoluyla mümkün olur ve bu nedenle proteinlerin kullanılması vücut su kaybını artırır.

Enerji için protein kullanımı:

Page 46: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

DİĞER METABOLİK İŞLEMLER

Fotoototrofi: Fotoototroflar enerjilerini ışıktan alırlar ve karbondioksitten karbonhidratları sentezlerler. Fotosentez siyanobakteriler, mavi-yeşil algler ve yeşil bitkilerde gerçekleşir. Bakterilerde fotosentez yeşil bitkilerden birkaç özelliği ile ayrılır:

1) Bu bakterilerin klorofilleri bitki klorofillerinden daha uzun dalga boyundaki ışığı absorblar.

Page 47: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

2) Karbondioksit indirgenmesi için sudan başka hidrojen bileşiklerini kullanırlar. Çünkü pigmentlerinden gelen enerji suyu parçalayacak seviyede değildir, ancak hidrojen sülfürü (H2S) parçalayacak seviyeye ulaşır. Bazıları yan ürün olarak kükürt elementini üretirken birkaçı da hüçlü sülfirik asit üretirler.

3) Genellikle anaerobturlar ve sadece O2 yokluğunda yaşarlar.Yeşil bitkilerin aksine fotosentezin bir ürünü olarak O2 salmazlar.

Page 48: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Siyanobakteriler de prokaryot olmalarına rağmen yeşil bitkiler gibi fotosentez sırasında O2 salarlar. Siyanobakteriler, tilakoid benzeri yapılara, klorofil a ve gaz inklüzyonlarına sahiptirler. İçerdikleri fikosiyanin pigmentinden dolayı mavi yeşil görünürler. Ayrıca diğer fotosentetik bakteriler olan mor yeşil bakteriler ise bakteriyoklorofil olarak isimlendirilen özel bir klorofile sahiptir.

Page 49: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Fotohetotrofi: Bu bakteri grubu enerjilerini ışıktan alırlar, fakat karbondioksite ilave olarak bir organik maddeye (ör: metanol=CH3OH) sahip olmalıdırlar. Bu organizmalar nonsülfür-renkli (mor veya yeşil) bakterileri içerirler.

Page 50: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Kemoototrofi: Fotosentez yapamamalarına rağmen enerji için inorganik maddeleri oksitlerler. Bu enerjiyi ve bir karbon kaynağı olarak karbondioksiti kullanarak karbonhidratlar, yağlari proteinler, nükleik asitler ve pek çok organizma tarafından vitaminler gibi ihtiyaç duyulan çeşitli maddeleri sentezleyebilirler.

Oksitleme özelliği, dolayısıyla inorganik maddelerden enerji elde etme bu bakterilerin en önemli özelliklerindendir.

Page 51: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Bu bakteriler: Nitrat bakterileri, bitkiler için uygun olan

azotlu bileşiklerin miktarını arttırdığı ve bitkilerin topraktan aldığı azotun yerini doldurdukları için oldukça önemlidirler.

Thiobacillus ve diğer bazı kükürt bakterileri kükürt elementleri veya hidrojen sülfürü oksitleyerek sülfürik asit üretirler. ph 1’den yüksek asitlik, sülfür bakterileri tarafından oluşturulur. Kükürt bazen bazik topraklara ilave edilerek toprağın asiditesi arttırılır.

Page 52: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Prokaryotlarda önemli beslenme şekilleri

Beslenme şekli Enerji kaynağı Karbon kaynağı Örnekler

Fotoototroflar Işık CO2 Siyanobakteriler, bazı Mor ve yeşil

bakteriler

Fotoheterotrof-lar

Işık Organik bileşikler

Bazı Mor ve Yeşil Bakteriler

Kemoototroflar ya da

Litotroflar

H2, NH3, NO2,

H2S gibi

İnorganik bileşikler

CO2 Birkaç Bakteri ve pek çok Arke

Kemoheterotroflar ya da

Heterotroflar

Organik bileşikler

Organik bileşikler

Çoğu Bakteriler ve bazı Arke ler

Page 53: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

ENERJİNİN KULLANILMASI Biyosentetik Aktiviteler: Mikroorganizmalar pek çok biyokimyasal

özellikleri bakımından diğer organizmalarla aynı özellikleri gösterirler. Protein ve nükleik asit sentezlemek için aynı monomerlere ihtiyaç duyarlar. Bu monomerlerin çoğu (aminoasitler, pürinler, pirimidinler ve riboz) enerji üreten metabolik yolların ara ürünlerinden gelişir. Bunlar amfibolik yollar olarak adlandırılır. Çünkü hem enerji üretirler hem de sentetik reaksiyonların monomerlerini oluştururlar.

Page 54: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Bazı biyosentetik yollar oldukça karışıktır. Örneğin, bir aminoasiti yapan bir organizmada bu aminoasitin sentezi için pek çok reaksiyonun gerçekleşmesi gerekir. Her reaksiyon bir enzim tarafından yürütülür. Tirozin sentezi en az 10 enzime, triprofan sentezi en az 13 enzime ihtiyaç duyar. Pürin ve pirimidinlerin sentetik yolları da karışıktır. Sentetik yollarda bir enzimin eksikliği maddenin sentezini engeller.

Page 55: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Membran taşınımı ve Hareket

Membran taşınımı: Pasif taşımanın yanısıra bakteriler maddeleri konsantrasyon gradiyentinin aksi yöne doğru hücre zarından karşıya geçirebilmek için enerji kullanırlar. Bunun için iki yol vardır. Bunların biri aktif taşıma diğeri ise fosfotransferaz sistemidir. Aktif taşımanın mekanizması permiazlar vasıtasıyla gerçekleşir. Fosfotransferaz ise enerjiyi fosfoetanolpirüvat’tan (PEP) kullanır.

Page 56: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

PEP sitoplazmada mevcut olduğu zaman, PEP enerji ve membrandaki taşıyıcı proteine bir fosfat grup verir. Böylece, taşıyıcı protein fosfatı bir şeker molekülüne transfer eder ve aynı zamanda şeker molekülünü membrandan karşıya taşır. Fosforile olmuş bir şeker molekülü böylece hücre içerisine taşınır. Ve metabolize olmak için hazır olur. Hem fosfat ilavesi ve hem de şekerin transferi özel enzimlere ihtiyaç duyar.

Page 57: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Hareket: Çoğu hareketli bakteri flagella vasıtasıyla hereket eder, fakat bazıları kayarak veya sürünerek hareket ederler. Flagellalı bakteriler flagellayı döndürerek (proton gradiyenti ile) hareket ederler. Kayan bakteriler sadece katı yüzeyler üzerinde kayarlar. Myxococcus’lar en iyi kayarak hareket eden bakterilerdir. Bu organizmalar surfaktant olarak adlandırılan bir madde salgılamak için eberji kullanırlar, bu madde ön ve arka uca doğru bir gerilim oluşturur. Bu gerilim organizmanın kaymasına sebep olur.

Page 58: MİKROBİYAL METOBOLİZMA

Bir diğer hareket şekli ise Spiroket’lerde görülen sürünerek harekettir. Katı yüzeylerde ön ve arka uçlarını birbirine dokundurarak, sıvı ortamda ise dönerek hareket ederler. Her iki hareketin de hücre içerisindeki maddelerin aksiyal flamente uyguladığı basınçla olduğu düşünülmektedir. Gram-negatif bakteri kamçısı