Обмен веществ и энергии (метаболизм) у прокариотов

Для роста и размножения микроорганизмы нуждаются в веществах, используемых для построения структурных компонентов клетки и получения энергии. В основе жизнедеятельности микроорганизмов лежит непрерывный обмен веществ и энергии с окружающей средой (метаболизм).

Метаболизм (от лат. metabole — изменение, превращение) — совокупность всех химических превращений в клетке, имеет две составляющих (рис. 56):

– анаболизм (от греч. anabole — подъем) (конструктивный (пластический) метаболизм, ассимиляция) — биосинтез макромолекул из простых низкомолекулярных соединений и их ассимиляция (усвоение, накопление); – катаболизм (энергетический метаболизм, диссимиляция) — химический ферментативный процесс разрушения высокомолекулярных веществ до мономеров, направленный на получение энергии и ее запасы в форме АТФ.

Рис.56. Метаболические процессы

Метаболизм у прокариотов принципиально протекает так же как у высших животных и растений.

Особенности метаболизма у прокариотов:

– бактерии разнообразны по своим пищевым потребностям. Одно и то же соединение для одних бактерий может быть продуктом питания, а для другого — ядовитым веществом. Известны бактерии, способные усваивать фенол, парафин, уксусную кислоту, антибиотики;

– способность включать в обмен веществ любые органические и неорганические соединения;

– высокая интенсивность метаболизма;

– высокая адаптационная способность к меняющимся условиям окружающей среды;

– многообразие путей метаболизма, промежуточных и конечных продуктов;

– возможность искусственного культивирования многих микроорганизмов в бесклеточных средах;

– несовершенство регуляции метаболических процессов.

Риккетсии — облигатные внутриклеточные паразиты (не способны синтезировать некоторые макромолекулы).

Хламидии — облигатные внутриклеточные паразиты (не способны синтезировать некоторые макромолекулы) и энергетические паразиты (не способны синтезировать АТФ).

Микоплазмы —мембранные паразиты (не способны синтезировать стерины для ЦПМ).

Изучение процессов метаболизма у микроорганизмов необходимо для понимания механизмов патогенеза заболеваний, для идентификации микроорганизмов и этиологической диагностики заболеваний, для проведения химиотерапии, а также для получения необходимых для человека материалов с использованием биотехнологии.