МИКРООРГАНИЗМДЕРДІҢ ҚОРЕКТЕНУ ТИПТЕРІ. ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ БИОСИНТЕТИКАЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР. АШУ ПРОЦЕСІ
Микроорганизмдердің қоректенуі Микроорганизмдерде қоректік заттарды қабылдайтын арнаулы орган болмайды. Сондықтан олар қоректік заттарды барлық денесі арқылы қабылдайды да, олар клеткадағы керексіз заттарды сыртқа бөліп те үлгереді. Бұл екі процестің екеуі де ете тез жүреді. Қоректік заттарды қабылдау осмос құбылысына байланысты. Өйткені бактериялар клеткасының қабығы жартылай өткізгіш келеді де белгілі қоректік заттарды қажетті мөлшерде ғана еткізіп түрады. Микробтар клеткасында болатын заттар ерітіндісі оған белгілімөлшерде кысым туғызады. Оны осмос қысымы деп атайды. Оның шамасы клеткадағы еріген заттың концентрациясына тығыз байланысты. Егер еріген заттың концентрациясы веғұрлым артық болса, қысым да соғұрлым арта түседі. Клеткада жүретін биохимиялық процестердің нәтижесінде жиналған заттар осмос қысымының әсерінен клеткадан сыртқа бөлініп шығып отырады. Ортада су көп болғанда цитоплазма ісініп, клетка кабығын кереді. Мұны тургор щубылысы деп атайды. Клетка шама-даи тыс ісінсе, жарылып кетуі де ықтимал.
Жіктелуі Бактерия метаболизмінің негізгі мақсаты өсу , дәлірек айтқанда жасушаның барлық құрылымдарының үйлесімді ұлғаюы болып табылады. Бактерия жасушасының негізі көміртегі атомынан тұратын органикалық қосылыстар (ақуыздар, көмірсулар, нуклеин қышқылдары) болғандықтан, жасуша өсу үшін үздіксіз көміртегі атомдарының түсіп тұруын қажет етеді. Сіңірілетін көміртегі алу көзіне байланысты бактерияларды төмендегі түрлерге бөледі: Аутотрофтар (гректің autos- өзім, trophe- қоректену)-өз жасушаларын құруда көміртегін ауадағы СО 2 - нен сіңіретіндер. Гетеротрофтар (грекше heteros- басқа)-көміртегіні органикалық қосылыстардан пайдаланатындар. Жеңіл сіңірілетін көміртегі көздері гексозалар, көпатомды спирттер, аминқышқылдар болып табылады.
Энергия көзі ретінде күннің жарығын пайдаланатын организмдерді фототрофтар деп атайды. Ал тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде пайда болған энергияны пайдаланатын организмдерді хемотрофтар деп атайды. Хемотрофтардың ішінде органикалық емес электрондарды(H 2, NH 2, H 2 S, Fe 2+ және т. б) пайдаланатындарды литотрофтар (гректің lithos-тас), ал органикалық қосылыстардың электрондарын пайдаланатындарды органоторфтар деп атайды. Медициналық микробиология зерттейтін бактериялар гетерохемоорганотрофтарға жатады. Бұл топтың ерекшелігі, көміртегі көзі-энергия көзі болып табылатындығында. Әр түрлі бактерияларда гететротрофтық дәрежесі біркелкі болмайды. Өлі органикалық заттармен қоректенетін және басқа организмдерге тәуелсіз микроорганизмдерсапрофиттер (гректің sapros- шіріген, phitos-өсімдік) және қоректік заттарды макроорганизмнен алуға тәуелді гетеротрофты микроорганизмдер паразиттер (гректің parasitos- арамтамақ) деп бөлінеді. Паразиттерді облигатты және факультативті түрлерге ажыратады. Облигатты паразиттер жасушадан тыс жерде мүлдем тіршілік ете алмайды. Оларға макроорганизм жасушасының ішінде ғана көбейе алатын Rickettsia, Coxiella, Ehrlichia, Chlamidia тұқымдастығының өкілдері жатады. Факультативті паразиттер, сапрофиттер тәрізді иесінің жасушасынсыз қоректік орталарда in vitro, яғни дәлірек айтқанда организмнен тыс тіршілік етіп көбейе алады.
Қоректік орталар 1. Құнды қоректік ортаның болуы. Кез-келген қоректік орта құрамының күрделілігі мен пайдалану мақсатына қарамастан негізі судан, энергия мен көмірсутегінің органикалық көзінен, тұрақты р. Н пен осмостық қысымға ие болуы қажет. 2. Дақылдандыру температурасы. Көбею жылдамдығына температура әсерін тигізеді. Температураға бактериялар әрқалай жауап береді: - мезофилдер 20 -400 С температуралық аралықта көбейеді. Адамдарда ауру тудыратын бактериялардың көпшілігі мезофилдерге жатады; -термофилдер 40 -600 С температуралық диапазонда өседі. Термофилдерге актиномицеттер, кейбір споратүзуші бактериялар жатады; - психрофилдер 0 -200 С температуралық аралықта көбейеді. 3. Дақылдандыру атмосферасы. Қатаң аэробтар өсіп көбею үшін оттегі қажет. Аэробтар Петри табақшасындағы агардың бетінде немесе сұйық ортаның жұқа беткі қабатында жақсы өседі. Қатаң аэробтардың сұйық ортаның терең деңгейлерінде өсуін қамтамасыз ету үшін оттегі бүкіл қоректік ортаға диффузды түрде таралуы қажет. Бұған қоректік ортаны үздіксіз араластырып немесе сілкіп отыру, атап айтқанда аэрациялау, арқылы қол жеткізіледі. Аэрациялау арнайы аппаратттармен – сілкілегішпен іске асырылады.
4. Дақылдандыру уақыты генерациялау уақытына байланысты. Бакатериялардың көпшілігі көрнекті өсу беру үшін 18 -48 сағат аралығында дақылданады. Көкжөтел қоздырғышын дақылдандыру үшін 5 тәулік керек, ал M. tuberculosis-ті дақылдандыру үшін 3 -4 апта қажет. 5. Жарықтандыру. Фототрофты бактерияларды өсіру үшін жарық қажет. Шарттыпатогенді бактериялардың кей түрлері жарықтандыруға байланысты пигмент түзеді, оны идентификациялау кезінде пайдаланады. Абсолюттік жасуша ішілік паразиттерді дақылдандыру (оған Rickettcia, Ehrlichia, Coxiella, Chlamidia тұқымдастығының бактериялары жатады) жасушалар дақылдарында немесе жануарлар мен буынаяқтылардың организмінде, сонымен қатар тауық эмбриондарында (эрлихиялардан басқа) өсіру арқылы іске асырылады. Тауық эмбриондарын гетеротрофтық деңгейі жоғары бактерияларды дақылдандыруда да қолданады, мысалы: Borrelia мен Legionella тұқымдастығының бактериялары. Өндірістік жағдайларда бактериялар мен саңырауқұлақтардың биомассасын (антибиотиктер, вакциналар мен диагностикалық препараттар жасау мақсатында қолдануға алу үшін) дақылдандыру сыйымдылығы әртүрлі арнайы аппараттарда (ферментерлерде) микробтардың өсу және көбеюінің ең тиімді параметрлерін қатаң түрде сақтау арқылы іске асырылады.
Аэробты және анаэробты тыныс алу, микроорганизмдер жүргізетін тотығу процестері Энергетикалық процесстерде оттегін пайдаланатын микроорганизмдерде көміртектің өзгеруі анаэробтарға тән реакциямен басталады. Бірақ анаэробты тыныс алудың бір жолымен түзілген пиро жүзім қышқылы сутегінің соңғы акцепторы ретінде аэробты микроорганизмдермен қолданылмайды, ол аз ғана мөлшердегі энергия бөлу арқылы ары қарай тотығады. Көптеген аэробты микроорганизмдерде пирожүзім қышқылы үш ферменті бар ферменттік жиынтықтың әсеріне ұшырайды. Ол ферменттердің біреуі пирожүзім қышқылының декарбоксилденуін, екіншісі НАД+-қа сутегінің тасымалдануымен оның дегидрленуін катализдейді, ал үшіншісі ацетилді топты акцептірлеп, ацетил-Ко. А-ны босатады. Осылайша пирожүзім қышқылының ацетил – Ко. А–ға дейін қышқылды декарбоксилденуі жүреді.
Микроорганизмнің тыныс алуы Микрорганизмдердің тыныс алуы энергия бөлінетін органиалық қосылыстар тотығуының биологиялық жолмен жүретін күрделі процесі болып есептеледі. Жасыл өсімдіктер энергияны хлорофилл көмегімен күн көзінен алынатын мәлім. Ал микроорганизмдердің басым көпшілігі күн энергиясын пайдалана алмайды. Энергияны олар химиялық реакциялар көмегімен қамтиды. Осы энергияның көмегімен олар клеткада күрделі органикалық қосылыстар түзеді. Әр жасушада тотығу процесі жүретіндіктен, микроорганизмдердің қоректенуі мен тыныс алуы арасында тығыз байланыс болады. Өйткені клеткадағы қоректік заттар ыдырағанда энергия бөлініп шығады. Ал тыныс алу кезінде энергияның клетка сыртына бөлініп шығатыны да белгілі. Тыныс алу түріне байланысты микроорганизмдерді үлкен екі топқа бөледі: аэробты және анаэробты микроорганизмдер. Аэробты микроорганизмдер ортада оттегі болғанда ғана тіршілік ете алады. Ал анаэробтар оттегіне мұқтаж емес. Анаэроб микробтар облигат және факультатив деп екіге бөлінеді. Облигат анаэробтар тек оттегі жоқ жерде ғана тіршілік етеді. Молекула күйіндегі оттегі олар үшін – у (газды гангрена, сіреспе қоздырғыштары). Ал факультативті анаэробтар молекула күйіндегі оттегінің бар не жоғына қарамай тіршілік ете береді (стрептококк, дифтерия таяқшасы ж. т. б). Анаэроб ауа енуі қиын терең қабаттарда тіршілік етуге бейімделген. Кей бактериялар оттегінің өте төмен парциалды қысымында тіршілік ете алады, оларды микроаэрофилдер деп атайды (бруцеллез қоздырғышы). Ал басқалары оттегі мол жерде жақсы тіршілік етеді – аэрофилдер (туберкулез, дифтерия, тырысқақ қоздырғыштары).
Метаболизм Метаболизм- микроорганизм клеткасында жүретін барлық химиялық реакциялардың жиынтығы. Метаболизм екі қарама-қарсы реакциялар топтарынан тұрады: Катаболизм- энергетикалық метаболизм, ыдырау процессінің реакциялары. Анаболизм- конструктивті метаболизм, биосинтез реакциялары.
Бактериалды клеткаға қоректі заттар негізгі үш механизм жолдары арқылы енеді: Пассивті диффузия концентрация градиенті бойынша, яғни сыртта қоректі заттың концентрацисы жоғары, ал клетка ішінде оның концентрациясы төмен. Егер заттың концентрациясы мембрананың екі жағында тенелсе, пассивті диффузия тоқтайды. Осы жолмен (және одан қайтадан) су сіңеді, энергия қажет етпейді. Жеңілденген диффузия мембранадағы арнайы белоктар арқылы және субстраттың спецификасы арқылы өтеді. Осы белоктар – пермеазалар субстратты спецификасын атқарады. Пемеазалардың негізгі қасиеті – мембранадан өту. Жеңілденген диффузия концентрация градиенті бойынша өтеді, сондықтан энергия қажет етпейді. Пермеазалар қажет субстратпен байланысып, мембрана өткізгіштігін жоғарылатып, одан өтеді. Пассивті диффузиямен салыстырғанда жылдамдығы жоғары. Активті транспорт – активті транспорт механизмдер нәтижесінде ерітілген заттар клеткаға концентрация градиентіне қарсы болғанында енеді, сондықтан активті транспорт клеткадан энергия қажет етеді. Бактерияларда осы механизм басым кездеседі. Активті транспорт механизмі бактериялардың клетка ішіндегі қоректі заттың ерітінді концентрациясы сыртқы ортада осы заттың концентрациясынан көп есе жоғары.
Транспорт жүйесі бактериалды клетка өмірінде екі негізгі қызмет атқарады: Керек субстраттарды клетка ішінде жоғары деңгейде ұстап тұрады Клеткаішілік осмос қысымын реттейді, ертінді заттардың метоболизм активтілігіне оптималды концентрациясын ұстап отырады
Ашу процесі Ашу процесін микроорганизмдердің ерекше тобы ашытқы клеткалары жүргізеді. Ашу процесі анаэробты жағдайда жүзеге асатын процесс. Мұндай жағдайда сутегі глицерофосфатқа айналып, ары қарай глицирин дефосфосфорленетін диоксиакцетонфосфат немесе фосфоглициринді альдегидке беріледі. Ортада глицириннен басқа ацетальдигидтің бисульфидпен комплексі, этил спирті және СО 2 жинақталады. АТФ екі есе аз түзіледі, себебі бір триоза АТФ түзілмей тұрып, глициринге дейін қайта тотықсызданады.
Ашу процесінің сипатына қарай сүт қышқылы бактерияларын мынадай екі негізгі топқа бөлуге болады: а) гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары. Олар қанттан тек қана сүт қышқылын түзеді. б) гетероферментативті сүт қышқылы бактериялары. Қанттан сүт қышқылын, едәуір мөлшерде сірке қышқылын, этил спиртін, глицерин және көмірқышқыл газын түзеді.
Көмірсу айналымы
Ашу процесі екі сатымен жүреді: Глюкозаның көміртек атомдарының ажырауы және одан сутегінің екі атом бөлуі С 6 Н 12 О 6 2 СН 3 СОСООН+2 Н 2 Сутегі атомдары пирожүзім қышқылдарын тотықсыздандыруға жұмсау
Спирттік ашу: С 6 Н 12 О 6+Н 3 РО 4+12 АЕФ— С 2 Н 5 ОН+СО 2+АҮФ+27 ккал Сүт қышқылы ашуы: С 6 Н 12 О 6 ---2 СН 3 СНОНСОН+18 ккал
Назарларыңызға рахмет!!!
Скачать презентацию МИКРООРГАНИЗМДЕРДІҢ ҚОРЕКТЕНУ ТИПТЕРІ ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ БИОСИНТЕТИКАЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР АШУ
Mikroorganizmderdi_1187_1179_orektenu_tipteri.pptx