Fotoheterotrof - Photoheterotroph - Wikipedia

Fotoheterotroflar (Gk: Fotoğraf = ışık, hetero = (bir) diğer, kupa = beslenme) heterotrofik fototroflar - yani ışığı enerji için kullanan ama kullanamayan organizmalardır. karbon dioksit tek karbon kaynağı olarak. Sonuç olarak, karbon gereksinimlerini karşılamak için çevreden organik bileşikler kullanırlar; bu bileşikler şunları içerir karbonhidratlar, yağ asitleri, ve alkoller. Fotoheterotrofik organizmaların örnekleri şunları içerir: mor kükürt içermeyen bakteri, yeşil kükürt içermeyen bakteri, ve Heliobacteria.[1] Son araştırmalar gösterdi ki, oryantal eşekarısı ve bazı yaprak bitleri enerji kaynaklarını desteklemek için ışığı kullanabilir.[2]

Araştırma

Çalışmalar göstermiştir ki memelinin mitokondri ışığı yakalayabilir ve ışığı yakalayan bir klorofil metaboliti ile karıştırıldığında ATP'yi sentezleyebilir.[3] Bir araştırma, aynı metabolitin solucana verildiğinde olduğunu gösterdi. Caenorhabditis elegans yaşam süresinin uzamasıyla birlikte ışığa maruz kalındığında ATP sentezinde artışa neden olur.[4]

Metabolizma

Fotoheterotroflar oluşturur ATP ışığı kullanmak, iki yoldan biriyle:[5][6] kullanıyorlar bakterioklorofil tabanlı reaksiyon merkezi veya bir bakteriodopsin. klorofil -based mekanizma, ışığın bir reaksiyon merkezindeki molekülleri uyardığı ve bir elektron akışına neden olduğu fotosentezde kullanılana benzer. elektron taşıma zinciri (ETS). Proteinlerdeki bu elektron akışı, hidrojen iyonlarının bir zar boyunca pompalanmasına neden olur. Bunda depolanan enerji proton gradyan sürmek için kullanılır ATP sentez. Aksine foto ototroflar, elektronlar yalnızca döngüsel bir yolda akarlar: reaksiyon merkezinden salınan elektronlar ETS'den akar ve reaksiyon merkezine geri döner. Onlar için kullanılmazlar azaltmak herhangi bir organik bileşik. Mor kükürt içermeyen bakteri, yeşil kükürt içermeyen bakteri, ve Heliobacteria bu fotoheterotrofi şemasını gerçekleştiren bakteri örnekleridir.

Dahil olmak üzere diğer organizmalar halobakteriler ve flavobakteriler[7] ve Vibrios[8] mor-rodopsin bazlı var proton pompaları enerji arzlarını tamamlayan. arkayal versiyon denir bakteriodopsin iken öbakteriyel versiyon denir proteorhodopsin. Pompa, A Vitamini türevine bağlı tek bir proteinden oluşur, retina. Pompada aksesuar pigmentleri (ör. karotenoidler ) protein ile ilişkilidir. Işık retina molekülü tarafından emildiğinde molekül izomerize olur. Bu, proteinin şeklini değiştirmesini ve zar boyunca bir proton pompalamasını sağlar. Hidrojen iyon gradyanı daha sonra ATP üretmek, çözünen maddeleri zar boyunca taşımak veya bir bayraklı motor. Belirli bir flavobacterium, karbondioksiti ışık kullanarak azaltamaz, ancak rodopsin sistemindeki enerjiyi kullanarak düzeltmek yoluyla karbondioksit anaplerotik fiksasyon.[7] Flavobacterium hala bir heterotrof Yaşamak için azaltılmış karbon bileşiklerine ihtiyaç duyduğu ve sadece ışık ve CO ile var olamadığı2. Şeklinde reaksiyonlar gerçekleştiremez

n CO2 + 2n H2D + fotonlar → (CH2Ö)n + 2n D + n H2Ö,

nerede H2D su olabilir, H2S veya indirgeyici elektronları ve protonları sağlayan başka bir bileşik / bileşikler; 2D + H2O çifti, oksitlenmiş bir formu temsil eder.

Bununla birlikte, aşağıdaki gibi reaksiyonlarda karbonu sabitleyebilir:

CO2 + piruvat + ATP (kimden fotonlar ) → malate + ADP + Pben

malat veya diğer yararlı moleküller, aksi takdirde diğer bileşikleri parçalayarak elde edilir.

karbonhidrat + O2 → malat + CO2 + enerji.
Bir türün olup olmadığını belirlemek için akış şeması ototrof, heterotrof veya bir alt tür

Bu karbon sabitleme yöntemi, indirgenmiş karbon bileşiklerinin az olduğu ve CO olarak israf edilemediği durumlarda yararlıdır.2 dönüşümler sırasında, ancak enerji güneş ışığı şeklinde bol miktarda bulunur.

Akış çizelgesi

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Bryant, D.A .; Frigaard, N.-U. (Kasım 2006). "Prokaryotik fotosentez ve ışıklandırılmış fototrofi". Trend Mikrobiyol. 14 (11): 488–496. doi:10.1016 / j.tim.2006.09.001. PMID  16997562.
  2. ^ Valmalette, J.C .; Dombrovsky, A .; Brat, P .; Mertz, C .; Capovilla, M .; Robichon, A. (2012). "Karoten sentezleyen böcekte ışık kaynaklı elektron transferi ve ATP sentezi". Bilimsel Raporlar. 2: 579. doi:10.1038 / srep00579. PMC  3420219. PMID  22900140.
  3. ^ Zhang, Dan; Robinson, Kiera; Mihai, Doina M .; Washington, İlyas (2016-10-12). "Her yerde bulunan diyet kaynaklı pigmentlerin tutulması, mitokondriyal ışığı algılamayı sağlar". Bilimsel Raporlar. 6 (1): 1–13. doi:10.1038 / srep34320. ISSN  2045-2322.
  4. ^ Xu, Chen; Zhang, Junhua; Mihai, Doina M .; Washington, İlyas (2014-01-15). "Işık toplayan klorofil pigmentleri, memeli mitokondrilerinin fotonik enerjiyi yakalamasını ve ATP üretmesini sağlıyor". Hücre Bilimi Dergisi. 127 (2): 388–399. doi:10.1242 / jcs.134262. ISSN  0021-9533. PMID  24198392.
  5. ^ Bryant, Donald A .; Frigaard, Niels-Ulrik (Kasım 2006). "Prokaryotik fotosentez ve ışıklandırılmış fototrofi". Mikrobiyolojideki Eğilimler. 14 (11): 488–496. doi:10.1016 / j.tim.2006.09.001. ISSN  0966-842X. PMID  16997562.
  6. ^ Zubkov, Mikhail V. (1 Eylül 2009). "Deniz Prokaryotlarında Fotoheterotrofi". Plankton Araştırma Dergisi. 31 (9): 933–938. doi:10.1093 / plankt / fbp043. ISSN  0142-7873. Alındı 30 Mart 2012.
  7. ^ a b González, José M .; Fernández-Gómez, Beatriz; Fernàndez-Guerra, Antoni; Gómez-Consarnau, Laura; Sánchez, Olga; Coll-Lladó, Montserrat; et al. (24 Haziran 2008). "Proteorhodopsin İçeren Marine Bacterium Polaribacter Sp. MED152 (Flavobacteria) Genom Analizi". Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. 105 (25): 8724–8729. doi:10.1073 / pnas.0712027105. ISSN  0027-8424. PMC  2438413. PMID  18552178.
  8. ^ Gómez-Consarnau, Laura; Akram, Neelam; Lindell, Kristoffer; Pedersen, Anders; Neutze, Richard; Milton, Debra L .; González, José M .; Pinhassi Jarone (2010). "Proteorhodopsin Fototrofisi, Açlık Sırasında Deniz Bakterilerinin Hayatta Kalmasını Destekler". PLoS Biol. 8 (4): e1000358. doi:10.1371 / journal.pbio.1000358. PMC  2860489. PMID  20436956.

Kaynaklar

"Mikrobiyoloji Çevrimiçi" (ders kitabı). Wisconsin-Madison Üniversitesi.