Аккумуляция энергии микроорганизмами

Для роста и активности всех живых организмов необходима энергия. Клетка способна сохранять жизнеспособность и упорядо­ченность своей структуры благодаря непрерывному потреблению энергии. Как только поступление энергии прекращается, сложная структура клетки распадается и клетка погибает.

Человек получает необходимую ему энергию, сжигая горючее. Клетка не может сжигать свое горючее при температуре сжигания угля (900°С). Клетке приходится добывать и использовать энергию в условиях относительно постоянной и низкой температуры.

В качестве источника энергии микроорганизмы могут исполь­зовать солнечный свет или энергию химических превращений. В зависимости от этого прокариоты подразделяют на хемотрофов и фототрофов. Хемотрофные клетки получают энергию за счет окис­лительно-восстановительных реакций при трансформации органи­ческих и неорганических химических соединений. Они используют эту энергию для выполнения своих биологических функций, выде­ляя при этом в атмосферу двуокись углерода в качестве конечного продукта.

Фототрофные клетки используют энергию солнечного света в процессе фотосинтеза. Кроме того, с помощью солнечной энергии они добывают углерод из атмосферного диоксида углерода и исполь­зуют его для построения простейшей органической молекулы - мо­лекулы глюкозы, а из нее они синтезируют более сложные молекулы.

Существует также деление микроорганизмов на две группы в зависимости от природы окисляемого ими соединения, являюще­гося источником электронов. Микроорганизмы, которые использу­ют органические вещества, известны как органотрофы, в то вре­мя как микроорганизмы, использующие неорганические соедине­ния, называют литотрофами.

Таким образом, в зависимости от способа получения энергии и типа питания все микроорганизмы подразделяют на следующие 4 категории: фотоавтотрофы, фотогетеротрофы, хемоавтотрофы и хемогетеротрофы.

Основным накопителем энергии в клетке является аденозинт-рифосфорная кислота (АТФ). При образовании одной грамм-моле­кулы АТФ аккумулируется 10000 калорий. Молекулы АТФ перено­сят энергию, полученную за счет питательных веществ или сол­нечного света, от центров дыхания или фотосинтеза во все участки клетки, где протекают процессы, связанные с потреблением энер­гии. АТФ содержит три связанные между собою фосфатные груп­пы. Причем концевая связь очень неустойчива и богата энергией (макроэргическая связь). В процессе гидролиза концевая связь разрушается, и конечная фосфатная группа переносится на особую молекулу - акцептор, которая за счет полученной энергии приобретает возможность участвовать в процессах синтеза.

После отщепления одной фосфатной группы АТФ превраща­ется в АДФ. Дальнейшая зарядка носителя энергии и превращения АДФ в АТФ происходит уже названными путями: фотосинтезом или химическим путем.