2 ЛЕКЦИЯ ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ У МИКРООРГАНИЗМОВ

1. Обмен веществ

   1. Основные понятия

Обменом веществ, или метаболизмом называется совокупность протекающих в клетке процессов, обеспечивающих воспроизводство биомассы микроорганизмов.

Метаболизм подчинятся принципу биохимического единства, сформулированному гол­ландским микробиологом А.Клюйвером, который гласит, что в биохимическом отноше­нии все живые вещества на Земле сходны. У них единообразие строительных бло­ков, единая энергетическая валюта (АТФ), универсальный генетический код, и в основе своей идентичны главные метаболические пути.

Клеточный метаболизм прокариот складывается из двух потоков реакций, имею­щих разную направленность: энергетического и конструктивного метаболизма.

Энергетический метаболизм — это поток метаболических реакций, сопровождаю­щихся мобилизацией энергии и преобразованием ее в электрохимическую (∆µ_Н⁺) или химическую (АТФ) форму, которая затем может использоваться в микробной клетке во всех энергозависимых процессах

Конструктивный метаболизм (биосинтез) — поток реакций, в результате кото­рых за счет поступающих извне веществ строится вещество клеток; это процесс, связан­ный с потреблением свободной энергии, запасен­ной в химической форме в молекулах АТФ или других богатых энергией соединений.

Часто для обозначения этих процессов пользуются также терминами "катаболизм" и "анаболизм", имеющими отношение к распаду или син­тезу органических молекул, происходящему соответственно с выделением или потребле­нием свободной энергии. Термин "катаболизм" применим не для всех типов энергетического обмена прокариот. Существуют группы прокариотных организмов, энергети­ческий метаболизм которых не связан с превращениями органических соедине­ний (прокариоты с фотолито- и хемолитотрофным типом энергетического обмена). По отноше­нию к такого рода энергетическим процессам термин "катаболизм" неприменим. У этих организмов функционирует только один поток превращений органических соедине­ний углерода — анаболический.

Метаболические пути конструктивной и энергетической направленности проте­кают в клетке одновременно, состоят из ряда последовательных ферментативных реак­ций и разделены на три этапа. На начальном — воздействию подвергаются молекулы, служащие исходными субстратами (периферический метаболизм). Последующие превраще­ния приводят к образованию промежуточных продуктов, или метаболитов (проме­жуточный метаболизм). Образующиеся на последних этапах конечные продукты конструктивных путей используются для построения вещества клеток, а энергетических — выделяются в окружающую среду.

Реакции, одинаковые для обоих потоков, называются амфиболическими, а образую­щиеся промежуточные соединения — амфиболитами.

2. Транспорт веществ

Первой стадией метаболизма того или иного вещества является его проникновение в клетку. У большинства микроорганизмов в клетку проникают вещества, растворённые в воде. Поглощение нерастворённых веществ наблюдается только у эукариот, процесс называется эндоци­тоз.

1.3.Типы питания микроорганизмов

1.4.Роль отдельных химических элементов и факторов роста в кле­точном об­мене. (см. Ранее)