KATABOLİK ÇEŞİTLİLİK

katabolik çeşitliliği elektron ve karbon akışına vurgu yaparak organik bileşikleri elektron donörü olarak kullanmak için başvurulan birkaç alternatiften biri olarak tanımlayabiliriz. 4.22 numaralı şekil hücrelerin aerobik solunum ve fermentasyon dışındaki enerji üretmek için kullandıkları mekanizmaları özetler. Bunlar anaerobik solunum, kemilototroflar ve fototrofları da kapsar. 

Anaerobik Solunum

Bazı prokaryotlar Oksijensiz şartlar altında anaerobik solunumda oksijen dışındaki elektron akseptörleri solunumu desteklemek için kullanılabilir. Bu işleme anaerobik solunum adı verilir.
Anaerobik solunumda kullanılan bazı elektron akseptörleri nitrat (NO^3-, Nitrite indirgenir, NO^2-, Escherichia coli tarafından kullanılır ya da Pseudomonas türleri tarafından N₂), ferrik demir (Geobacter türleri tarafından Fe³⁺ Fe²⁺ ya indirgenir), sülfat (SO₄^2-, Desulfovibrio türleri tarafından Hidrojen sülfide indirgenir), karbonat (CO₃^2-, Metanojenler tarafından metana (CH₄) ya da Asetojenler tarafından asetata indirgenir) ve hatta belirli organik bileşikleri bile bulundurabilirler. Bu akseptörlerden bazıları örneğin Fe⁺³ genellikle metaloksitler gibi çözünmez mineral şeklindedirler. Bu yaygın mineraller doğada geniş bir alana yayılarak anaerobik solunumun geniş bir mikrobiyal çevrede gerçekleşmesine imkan sağlarlar.

Bu alternatif elektron akseptörlerinin redox kulesi üzerinde dizilimi nedeniyle oksijen yerine onlar çözündüğünde daha az enerji üretilir. Yine de O₂ çoğu mikrobiyal çevrede nadir bulunduğundan anaerobik solunum önemli enerji kuşaklarının göstergesi olabilir. Aerobik solunumda olduğu gibi anaerobik solunumda da elektron alışverişi proton itici gücü oluşumu ve ATP aktivitesi gerektirir.

Kemosentez

Kemoototrof (Kemolitotroflar) denen organizmalar elektron donörü olarak inorganik kimyasalları (maddeleri) kullanırlar. Uygun inorganik elektron donör örnekleri H₂S, hidrojen gazı (H₂), Fe²⁺ ve NH₃ bulundururlar. Kemoototrofların metabolizmaları genellikle aerobiktir ve elektron donörlerinin oksitlenmesi ile başlar. İnorganik donörden gelen elektronlar bir elektron transfer zincirine girerler ve proton itme gücü de aynı kemoorganotroflarda olduğu gibi oluşur. Ancak kemoototrof ve kemoorganotroflar arasındaki önemli farklardan biri elektron donörleri dışında onların karbon biyosentezi yapmak için kullandıkları maddelerdir. Kemoorganotroflar organik bileşikleri kullanırlar (glukoz, asetat gibi). Kemoototroflar ise karbon kaynağı olarak karbondioksit (CO₂) kullanırlar ve bu yüzden ototrofturlar (CO₂ kullanarak organik materyal biyosentezleyebilen canlılar)

Fotosentez

Çoğu mikroorganizmalar fotototroftur. Fotototroflar fotosentez sırasında ışığı enerji kaynağı olarak kullanırlar. Işığın enerji kaynağı olarak kullanıldığı mekanizmalar karmaşıktır fakat sonuç solunumdakiyle aynıdır: ATP sentezlemek için proton itici güç kullanmak. Işık enerjisi kullanılarak ATP sentezine fotofosforilasyon adı verilir. Çoğu fototroflar ATP'de depolanan enerjiyi biyosentezde karbon kaynağı olan CO₂'yi asimile etmek için harcarlar, bu canlılara fotoototrof denir. Ancak bazı fototroflar ışığı enerji kaynağı olarak kullanırken karbon sentezlemek için organik bileşikleri kullanırlar bu canlılar ise fotoheterotroflardır.

BROCK - Mikroorganizma Biyolojisi

Çeviri : Melisa Bengü